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L'A. B. C. de l'aviation: Biplans et monoplans

by Louis Gastine · French · Gutenberg #34633 · 431,352 chars · public domain (US)

The Project Gutenberg eBook of L'A. B. C. de l'aviation: Biplans et monoplans
    
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Title: L'A. B. C. de l'aviation: Biplans et monoplans

Author: Louis Gastine


        
Release date: December 14, 2010 [eBook #34633]

Language: French

Other information and formats: www.gutenberg.org/ebooks/34633

Credits: Produced by Laurent Vogel, Christine P. Travers and the
        Online Distributed Proofreading Team at http://www.pgdp.net
        (This book was produced from scanned images of public
        domain material from the Google Print project.)


*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK L'A. B. C. DE L'AVIATION: BIPLANS ET MONOPLANS ***




Produced by Laurent Vogel, Christine P. Travers and the
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domain material from the Google Print project.)









L'A. B. C.

DE

L'AVIATION


Biplans et Monoplans


PAR LOUIS GASTINE




2e mille

  Albin MICHEL
        _Éditeur_

  22. Rue Huyghens
        _PARIS_




  À Gabriel et Charles VOISIN
      _bien cordialement_.

                   L. GASTINE.




L'A. B. C.

de l'Aviation




DU MÊME AUTEUR


=Lys Amors d'Helain-Pisan avec Iseult de Savoisy= (roman du
quatorzième siècle en vieux français), illustré par Ed. Zier. Quantin,
édit., Paris.

=La Chronique d'Helain-Pisan et d'Iseult de Savoisy= (traduction du
précédent en français moderne), mêmes illustrations d'Ed. Zier. Dentu,
édit., Paris.

=La Chronique des amours d'Iseult= (illustrations d'Ed. Zier).
Per-Lamm, édit., Paris.

=Idylle romantique= (dans un vieux cadre). Choppin, édit., Givet.

=Le Mal du Coeur= (roman parisien). Savine, édit., Paris.

=Apôtre= (étude philosophique), Genonceaux, édit., Paris.

=Patria= (étude philosophique et sociale). Savine, édit., Paris.

=Les Millions de Suzette= (roman populaire illustré). Boulanger,
édit., Paris.

=Seul sur l'Océan.--La Dérive= (roman d'éducation pour la jeunesse),
en collaboration avec Mme Noémie Balleyguier, illustrations d'Ed.
Zier. Charavay-Mantoux, édit., Paris.

=La Fille des Angads= (roman algérien d'éducation pour la jeunesse),
illustré par A. Collombar. Gautier-Blériot, édit., Paris.

=Le Mensonge du sang= (roman populaire), en collaboration avec M.
Roger-Milès. Sabatier, édit., Paris.

=L'Âme errante= (conte philosophique). Boulanger, édit., Paris.

=Nature morte= (conte philosophique). Boulanger, édit., Paris.

=Filles d'Orient= (contes et nouvelles d'Orient), illustré par Ed.
Zier et René Lelong. Flammarion, édit., Paris.

=Une trop riche héritière= (roman pour les jeunes filles). Prat.,
édit., Paris.

=L'Asie en feu= (roman d'aventures militaires), en collaboration avec
M. Féli-Brugière. Delagrave, édit., Paris.

=Défends ta peau contre ton médecin= (étude professionnelle et
sociale), en collaboration avec M. Ch. Soller. J. Roques, édit.,
Paris.

=Lucrèce Borgia et la licence italienne= (roman d'étude historique),
illustré par Ed. Zier. Richardin Per-Lamm, édit., Barcelone.

=La Belle Tallien, Notre-Dame de Septembre= (étude historique), avec
illustrations documentaires. Albin Michel, édit., Paris.

=Reine du Directoire= (La belle Tallien) (étude historique), avec
illustrations documentaires. Albin Michel, édit., Paris.

=Le Pavillon d'or= (roman d'aventures maritimes pour la jeunesse).
May-Mantoux, édit., Paris.

=Dans l'azur= (roman d'aviation), avec une préface de Gabriel Voisin
Édition du «Monde Illustre», Paris.

=Énigme dans l'espace= (roman philosophique). Édition de «La France
Automobile et Aérienne», Paris.

=Les Petits Cahiers révolutionnaires de Jacques Brunoy (1789-1800)= M.
Gautier (Librairie Blériot), édit., Paris.

=Les Jouisseurs de la Révolution= (étude historique avec illustrations
documentaires). Édition des Bibliophiles, Paris.

=Manuel pratique de photographie.= Édition de la Chambre syndicale des
fabricants et négociants de la photographie, Paris.

=Les procédés photo-mécaniques et leurs emplois.= Ch. Mendel, édit.,
Paris.

=La chronophotographie=, en collaboration avec M. E.-J. Marey, de
l'Institut. Collection des aide-mémoire de M. Léauté, de l'Institut.
Masson et Cie, édit., Paris.




L'A. B. C. de l'Aviation


PAR

Louis GASTINE

Ancien collaborateur de M. E.-J. MAREY de l'Institut




PARIS

ALBIN MICHEL, ÉDITEUR

22 RUE HUYGHENS, 22




Tous droits de reproduction, de traduction et d'adaptation réservés
pour tous pays.

Copyright by Louis Gastine, 1911




  15e ANNÉE    Le Numéro: =50= Cent    2, Rue de la Bourse, Paris

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                                                      --------------
                                                      FONDÉE EN 1896
          LA FRANCE                                   --------------

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L'A. B. C. de l'Aviation




I

Les premiers conquérants de l'air

Le Ballon sphérique.--Le Dirigeable


|Conquête de l'air.--Locomotion aérienne.|

Par ses moyens physiques naturels, l'être humain est attaché à la
terre.

Il ne peut pas franchir de grandes étendues d'eau à la nage,--les
nombreuses tentatives de traversée de la Manche par les meilleurs
nageurs l'ont assez démontré,--et ses plongées sont insignifiantes.

Mais, il est arrivé à parcourir artificiellement les vastes espaces
océaniques. Aujourd'hui ses moyens de locomotion sur l'eau sont si
nombreux, si perfectionnés que son domaine s'est en quelque sorte
étalé sur la mer. Il commence même à pénétrer _dans_ l'élément liquide
par le sous-marin et par le secours d'appareils à immersion comme le
scaphandre et les cloches à plongeur.

Plus récente, est sa _pénétration_ dans l'espace aérien. Elle ne date
réellement que de 1783.

Après un début qui fut extrêmement sensationnel[1], l'art de s'élever
_dans_ l'air resta longtemps stationnaire.

         [Note 1: L'enthousiasme causé par la première excursion en
         «Montgolfière» (ballon gonflé d'air surchauffé), exécutée par
         le marquis D'Arlandes et Pilâtre de Rozier, fut
         indescriptible. Elle date du 21 novembre 1783.]

Après la guerre de 1870, la renaissance de l'aérostation, d'abord
lente, finit par prendre un essor assez prompt,--notamment par la
fondation de l'Aéro-Club de France,--jusqu'au moment où l'adaptation
aux aérostats des moteurs légers, créés par l'industrie de la
locomotion automobile, fit accomplir un bond considérable à la
«locomotion aérienne» en permettant la réalisation de «_ballons
dirigeables_», réellement dignes de cette qualification.

Mais, plus récemment encore, la naissance presque subite et le
développement des «appareils d'aviation» _plus lourds que l'air_ ont
donné une autre solution provisoire du problème séculaire de la
locomotion aérienne.

Par ce dernier moyen surtout, la conquête du domaine aérien par
l'homme a été si rapide que le public, témoin accidentel mal informé
des étapes de cette conquête, est porté à les confondre.

On ne lui a pas encore indiqué comment il doit comprendre les termes,
mal définis, dont il entend faire usage à propos des engins et des
personnes s'élevant au-dessus du sol pour se déplacer dans
l'atmosphère.

Ainsi, pour presque tout le monde, l'homme, l'animal ou la machine
parcourant un trajet quelconque dans l'air, sans prendre point d'appui
sur la terre, fait de la _navigation aérienne_.

Pourtant, il est tout à fait impropre d'appliquer aux translations
exécutées _dans l'air_ un terme essentiellement maritime, qui exprime
exclusivement un parcours fait _à la surface_ des eaux (mouvements des
navires) ou près de la surface de l'eau (mouvements des sous-marins),
tandis que la locomotion aérienne s'effectue dans un milieu (l'air)
_qui n'a pas de surface déterminée_.

L'homme ne peut s'élever pratiquement dans l'atmosphère au delà de
6.000 mètres,--en ballon,--parce que l'air devient, au delà de cette
limite, trop raréfié pour la respiration. Il manque notamment
d'oxygène et sa température devient trop basse[2].

         [Note 2: Les aéronautes allemands Berson et Suering se sont
         élevés en ballon, le 31 juillet 1901, à 10.500 mètres, mais
         ils risquaient gravement leur vie (asphyxie et froid).]

Mais à cette altitude on est encore bien loin du terme de la couche
atmosphérique du globe. Il résulte, en effet, de constatations
scientifiques aisément renouvelables, que cette couche peut avoir
50.000 à 70.000 mètres d'épaisseur et que ses dernières traces les
plus éparpillées dans l'éther (les moins denses) pourraient s'étendre
jusqu'à 800.000 mètres au-dessus du sol[3].

         [Note 3: Cette supposition résulte de l'observation
         astronomique des comètes.]

Par rapport à l'épaisseur de la couche d'air enveloppant
notre planète,--si tant est que cette couche ait une limite
appréciable,--l'homme gravitant dans les plus hautes régions de
l'atmosphère où il peut accéder ne se déplace donc pas à la partie
supérieure, _à la surface_ de cette couche, comme le navire vogue à la
surface de l'eau, mais il en parcourt, au contraire, _le fond_ et le
terme _naviguer_ à propos de l'air, doit être proscrit.

Cet exemple, bien caractéristique, montre qu'il faut, avant tout,
préciser le sens des termes employés pour désigner les nouveaux moyens
de déplacement de l'homme dans l'atmosphère. Or, cette précision
découle de l'examen des moyens artificiels mis en usage pour s'élever
au-dessus du sol, et c'est pour cela qu'il importe de considérer
d'abord ces moyens.

Le plus ancien en date _au point de vue des résultats positifs_,--car
cet A. B. C. visant exclusivement la pratique, doit négliger
systématiquement les origines fabuleuses ou légendaires comme celle
d'Icare et les tentatives avortées des précurseurs, comme celles de
Léonard de Vinci, quelque respectables qu'elles soient,--le plus
ancien en date est _le ballon_.


Le Ballon

|Ses moyens.--Son prix.|

Le ballon, qu'il soit simple ou dirigeable, est le type du _plus léger
que l'air_.

Nous ne percevons pas, par nos sens, la pesanteur de l'air. Néanmoins
il a un poids très notable.

À la température de 0° et au niveau de la mer, un mètre cube d'air
pèse près de 1.300 grammes (1.292 à 1.293 gr.)

À mesure que sa température s'élève, il se dilate; les molécules
gazeuses qui le constituent s'écartent les unes des autres, elles
occupent plus d'étendue. Il en faut moins, par conséquent, pour
remplir le même espace. Ainsi, un mètre cube contient une masse d'air
moins dense, moins serrée à 50° qu'à 0°, et cette masse, de volume
égal est, par conséquent, moins lourde.

Chauffé à 200°, l'air atmosphérique, par sa dilatation, occupe un
volume presque double de celui qu'il possède à 0°.

Il en faut donc presque moitié moins pour emplir le même espace, et,
pour le même volume, il est, par conséquent; plus léger de moitié.

Cette légèreté lui permet de s'élever dans l'atmosphère plus lourde
qui l'environne. La vapeur d'eau, les fumées s'élèvent dans l'air
d'une manière analogue.

Cette faculté de s'élever dans l'atmosphère est une force, facile à
mesurer, qu'on nomme en aérostatique: _force ascensionnelle_.

Un mètre cube d'air à 200° possède une force ascensionnelle de près de
500 grammes (493 gr.) et peut soulever, par conséquent, ce poids.

Les gaz plus légers que l'air, tels que l'hydrogène ou le gaz
d'éclairage, ont la même propriété par rapport à l'atmosphère. Elle
est proportionnelle à leur poids.

Un mètre cube de gaz d'éclairage ne pèse que 500 gr. environ. Le mètre
cube d'hydrogène pur, bien moins lourd encore, ne pèse que 89 gr. L'un
et l'autre peuvent donc élever _presque_ la différence qui existe
entre leur poids et celui de l'air atmosphérique au niveau de la mer à
0°, ce que l'on exprime en disant que le gaz d'éclairage possède une
force ascensionnelle de 790 gr. environ et que cette force s'élève,
pour l'hydrogène pur, presque à 1.200 gr.

La force ascensionnelle de ces gaz légers a remplacé, presque dès le
début de l'aérostation, celle de l'air chaud qui se refroidissait trop
vite.

[Illustration: FIG. 1

Dans le ballon sphérique non dirigeable, la _force ascensionnelle_ et
la _pesanteur_, rigoureusement perpendiculaires, sont toujours dans le
prolongement l'une de l'autre.]

En résumé, le ballon s'élève dans l'air avec une force ascensionnelle
qui est proportionnelle à sa légèreté relative, et cette force est
telle que si la _capacité_ d'un ballon est suffisante, il soulève, en
outre de son _enveloppe_ et de ses _agrès_, une _nacelle_ contenant
des personnes, du _lest_[4] et un certain nombre d'instruments dont
l'usage est nécessaire pour la bonne surveillance des déplacements
aériens et des états de l'atmosphère ou du ballon.

         [Note 4: Provision de sable en petits sacs que l'on ouvre ou
         que l'on éventre en cas de descente trop brusque, ou si l'on
         veut faire remonter le ballon.]

_Lâché_ après gonflement par du gaz léger, le ballon ne possède pas
d'autre force que cette _force ascensionnelle_, qui le fait monter ET
QUI DIMINUE À MESURE QU'IL MONTE.

Il ne peut se diriger par lui-même. Il est totalement livré aux
influences atmosphériques et principalement aux déplacements de l'air
dans n'importe quel sens, sauf dans le sens de sa montée.

S'il rencontre un courant de vent allant du Nord au Sud, il est
entraîné du Nord au Sud par ce courant, _avec la même vitesse_; mais
il s'élève en même temps dans ce courant, par sa force ascensionnelle
et, si elle lui permet de le dépasser, il y échappe après l'avoir
franchi.

Des aéronautes entraînés ainsi dans une direction déterminée par un
vent peu élevé dans la couche atmosphérique: _un vent rasant la
terre_, l'ont dépassé et se sont vu entraînés au-dessus de ce courant
inférieur, par un autre courant supérieur dans une autre direction
toute différente. Et l'on conçoit que les mêmes causes peuvent
produire les mêmes effets à la descente qu'à la montée d'un ballon.

Dans tous les cas, le ballon qui monte perd de sa force ascensionnelle
à mesure qu'il s'élève, parce qu'il pénètre dans des couches d'air de
plus en plus _raréfiées_, moins serrées, et par conséquent plus
légères.

Et cette _raréfaction_ de l'air est très accentuée, même pour des
altitudes peu considérables. Ainsi, l'air qui pèse 1.293 grammes à 0°
au niveau de l'Océan, ne pèse plus que 646 grammes--moitié moins--à 5
kil. 500 m. de hauteur.

Un ballon quittant le niveau de la mer à 0° avec une force
ascensionnelle de 500 kilogrammes, n'aurait donc plus que 250 kil. de
force ascensionnelle à 5.500 m. au-dessus du sol.

Théoriquement, ce ballon devrait monter jusqu'au moment où l'air, de
moins en moins lourd, arriverait à être aussi léger que le gaz dont
son enveloppe est gonflée. Mais comme il faut tenir compte du poids de
l'_enveloppe_, des _agrès_, de la _nacelle_, du lest et des personnes,
sans compter les _instruments_, le ballon de l'aéronaute s'arrête, en
pratique courante, bien avant d'arriver à ce _niveau d'équilibre_ du
gaz léger et de l'atmosphère raréfiée.

On arrête, en outre, volontairement sa montée avant qu'il n'arrive
dans les hautes régions où, comme il a été dit précédemment, l'air
respirable fait défaut et le froid devient excessif[5].

         [Note 5: En général, l'abaissement de la température est de 5
         à 6° par kilomètre d'altitude. Mais les écarts sont parfois
         plus accentués: on a constaté--39° à 7.000 mètres
         (Arago).--Un ballon-sonde a enregistré--78° à 13.000 mètres
         d'altitude et d'autres fois moins; par exemple--68° à 18.000
         mètres.]

En tout état de causes, lorsqu'il est arrivé à la limite de sa force
ascensionnelle, ou à la limite que l'aéronaute lui a imposée[6], le
ballon commence invariablement à redescendre pour plusieurs motifs. Le
principal c'est qu'il perd son gaz par les parois de l'enveloppe, les
soupapes, les joints, etc..., car ces organes sont loin d'être
absolument imperméables.

         [Note 6: Par exemple en ouvrant la soupape supérieure du
         ballon.]

En jetant du lest, l'aéronaute peut retarder sa descente et même faire
remonter le ballon. Mais il épuise alors ce lest; il le perd comme le
ballon perd son gaz et la descente, _inévitable_, par déperdition
constante de force ascensionnelle met un terme forcé à la durée du
voyage aérien.

Soit qu'il s'élève par sa force ascensionnelle initiale ou en jetant
du lest, soit qu'il descende en perdant son gaz naturellement ou par
la volonté de l'aéronaute, le ballon ne cesse donc pas d'osciller dans
le sens de la hauteur et, pendant ces oscillations, les courants d'air
qu'il traverse l'emportent à peu près à leur gré.

En revanche, il est déplacé sans aucune secousse, même par un vent
vif; il monte haut et les sensations extrêmement agréables, variées,
_imprévues_ des ascensions aérostatiques, lorsqu'elles ont lieu dans
des conditions favorables, expliquent fort bien comment un petit
nombre de personnes fortunées se sont adonnées et se livrent encore à
ce sport émouvant.

Un ballon doit avoir une capacité de mille mètres cubes environ pour
enlever deux ou trois personnes, et ce nombre de passagers est
nécessaire pour allier la sécurité à l'agrément.

Sa valeur est à peu près de 3.000 francs. Il devient hors d'usage en
quatre années, par suite des modifications chimiques et physiques
normales du tissu de l'enveloppe[7].

         [Note 7: Ce prix est celui d'un ballon en tissu de coton, un
         ballon en tissu de soie peut durer le double, mais il coûte
         également le double.]

Enfin, chaque ascension entraîne une dépense de gaz de 150 francs
environ si la capacité du ballon est de 1.000 mètres cubes. De telle
sorte que peu d'amateurs peuvent s'offrir le luxe d'un plaisir si
coûteux[8].

         [Note 8: Une ascension ordinaire à 2.000 mètres d'altitude
         dure quatre à cinq heures ou toute une nuit, car la
         déperdition du gaz est moins grande la nuit par les parois de
         l'enveloppe et pour diverses autres causes.]

En revanche, le ballon rachète ces désavantages par son utilité au
point de vue de l'étude et de l'exploration scientifique de
l'atmosphère.

Il reste jusqu'à présent le roi des hautes altitudes accessibles à
l'homme.

On peut ajouter que les _ballons-sonde_, qui ne portent pas
d'aéronautes, mais qu'on lance munis d'instruments enregistreurs
spéciaux, réalisent de précieuses explorations des parties élevées de
l'atmosphère et que ces explorations seront encore longtemps
nécessaires pour l'étude du domaine de l'air[9].

         [Note 9: L'observatoire d'Uccle (Belgique) a lancé le
         _ballon-sonde_ qui est parvenu à la plus haute altitude
         enregistrée jusqu'à ce jour: 25.989 mètres. Son ascension
         eut lieu le 5 septembre 1907.]


Le Dirigeable

|Ses caractéristiques.--Ses moyens.|

|Son prix de revient.|

L'enlèvement d'un ballon dans l'air, avec des passagers dans une
nacelle, suggère naturellement le désir de _diriger_ l'aérostat. Cette
idée vint, en effet, aux premiers aéronautes dès 1783.

Mais, comme on l'a vu par les considérations précédentes, le _ballon_
est essentiellement indirigeable. Pour concevoir un _plus léger que
l'air_ ayant le pouvoir de se conduire lui-même dans l'atmosphère, il
fallait commencer par résoudre une série de problèmes. Un précurseur:
le lieutenant Meusnier, signalait dès 1784, la majeure partie de ces
problèmes et en donnait les solutions remarquables qui sont, sauf des
perfectionnements dans les détails, celles que la pratique et la
théorie ont fait réaliser dans les dirigeables d'aujourd'hui.

On comprend d'emblée que la forme sphérique du ballon est défavorable
s'il doit déplacer l'air pour avancer dans un sens déterminé, parce
qu'il aborde la résistance de ce fluide, quelque faible qu'elle soit,
avec une surface dont le développement est trop grand.

On conçoit le ballon dirigeable rationnellement allongé dans le sens
de sa marche normale. Les formes de cylindre, de fuseau, de navette et
nombre d'autres furent imaginées. En résumé, la Nature donne, par
analogie, les meilleurs modèles dans les proportions générales des
poissons migrateurs et dans ceux des grandes espèces comme la baleine,
le marsouin, le squale.

Les travaux du professeur Marey, ont démontré les avantages des formes
de ces poissons.

En étudiant, au moyen de la chronophotographie et avec des dispositifs
particuliers, les mouvements des courants liquides et gazeux
rencontrant des obstacles de formes diverses, et aussi les mouvements
que déterminent dans des gaz et des liquides des corps de différentes
formes traversant ces fluides, Marey a démontré que les résistances
des milieux (gaz ou liquides) sont réduites au minimum si le corps
immergé est allongé et se termine en pointe plus effilée à l'arrière
qu'à l'avant.

La figure 2 montre cette forme, très analogue à celle des poissons
précités. Les constructeurs l'ont adoptée, à quelques variantes près,
pour la plupart des ballons dirigeables.

[Illustration: FIG. 2]

En revanche, la direction des «plus légers que l'air» exigeait
l'emploi d'une force à la fois puissante et légère qui fit défaut
pendant plus d'un siècle et empêcha les essais des chercheurs
d'aboutir à des résultats satisfaisants.

Les tentatives avortées apprirent pourtant combien il fallait tenir
compte d'autres éléments primordiaux (d'ailleurs prévus par Meusnier,
dont les travaux enfouis dans les archives du ministère de la guerre
restaient ignorés).

Ni la vapeur, ni l'électricité, ne purent fournir le moteur souhaité.
Sa création fut l'oeuvre de l'industrie automobile et l'on peut dire
que la conquête définitive de l'air est une conséquence directe des
perfectionnements accomplis dans la construction des moteurs à
explosion de cette industrie[10].

         [Note 10: Rappelons incidemment que les principaux essais
         Turent successivement: 1º le dirigeable d'Henri Giffard
         (1852), moteur à vapeur; vitesse obtenue: 3 mètres à la
         seconde; 2º le dirigeable de Dupuy de Lôme, à hélice mise en
         mouvement par des hommes (1872), vitesse: 2 m. 25 à la
         seconde: 3º le dirigeable des frères Tissandier (1883),
         moteur électrique (dynamo Siemens), vitesse: 4 mètres par
         seconde; 4º Ballon dirigeable _La France_, des capitaines
         Renard et Krebs (1884-1885), moteur électrique (dynamo
         Gramme), vitesse: 6 m. 50 par seconde (_La France_ fit le
         premier voyage aérien à circuit fermé); 5º le dirigeable
         _Santos-Dumont_ (1901), moteur à explosion.]

Dotée du moteur qu'il lui fallait, l'aérostation multiplia promptement
ses essais de direction et l'expérience confirma,--parfois
cruellement,--des indications que la théorie donnait. On apprit par
des accidents, dont quelques-uns furent mortels, que _la direction_
d'un _plus léger que l'air_ a des exigences compliquées qui
différencient profondément le dirigeable du ballon sphérique.

Il est indispensable, par exemple, _que le dirigeable ne se déforme
pas, que sa nacelle conserve toujours la même position par rapport à
l'enveloppe qui la supporte et qu'il ait dans le sens de sa longueur
et de sa marche, une stabilité dite_: STABILITÉ DE ROUTE _ou_
STABILITÉ DE DIRECTION.

Si le dirigeable se déforme, il cesse d'être gouvernable et les plus
graves accidents peuvent être, en outre, la conséquence de cette
déformation.

C'est pour l'éviter, que le comte de Zeppelin a construit son
dirigeable avec une carcasse d'aluminium rigide. Mais il convient
d'ajouter que son type d'aéronat est particulièrement fragile à cause
de sa longueur excessive.

Si les dirigeables français n'ont pas la rigidité métallique du
_Zeppelin_, leurs proportions sont, en revanche, beaucoup moins
dangereuses.

On conserve leur forme aux aéronats non métalliques en les maintenant
toujours également gonflés à l'aide d'un ou de plusieurs ballonnets à
air contenus dans l'enveloppe.

Si le dirigeable dont, au départ, l'enveloppe était parfaitement
tendue par le gaz léger, vient à perdre trop de ce gaz pour garder sa
forme, on le voit aux indications d'un instrument qui marque la
pression du gaz dans le ballon (_manomètre_). Il suffit alors
d'introduire dans les ballonnets, avec une pompe à air, actionnée par
le moteur, ou à bras, une quantité d'air suffisante pour rétablir la
pression convenable à l'intérieur de l'enveloppe.

Si cette pression, par suite de la dilatation du gaz léger, devient
ensuite trop forte, il suffit de laisser les ballonnets se dégonfler
de l'air qu'on y a introduit jusqu'au rétablissement de la pression
que le gaz léger doit avoir pour tendre normalement l'enveloppe.

Ces opérations «compensatrices» étaient faites d'abord par les
conducteurs des dirigeables; aujourd'hui elles s'accomplissent
automatiquement et les pilotes n'ont qu'à les surveiller, pour les
produire au moyen d'organes spéciaux dans le cas où, par accident, les
compensations automatiques organisées cesseraient de fonctionner.

L'_équilibre_ du dirigeable,--seconde condition primordiale de sa
direction,--est réalisé par la façon dont sa nacelle est reliée à
l'enveloppe.

Dans le ballon sphérique, les balancements de la nacelle au-dessous du
ballon auraient peu d'inconvénients, parce qu'ils resteraient sans
influence marquée sur l'enveloppe et ses agrès. Ils ne se produisent
d'ailleurs point, puisque le ballon sphérique non dirigeable, ainsi
que les explications précédentes l'ont établi, reste absolument inerte
dans l'atmosphère, sauf les déplacements _verticaux_ incessants qu'il
subit, soit par l'effort de sa «force ascensionnelle», soit par
l'action de la pesanteur.

Dans les deux cas, les directions de ces forces passent rigoureusement
par les centres de la nacelle et du ballon, quelle que soit la
prédominance de l'une d'elles, et l'équilibre de l'aérostat se trouve
ainsi parfaitement assuré (Voir fig. 1, p. 5).

Il n'en est pas de même pour le dirigeable. Sa forme, indispensable
pour sa direction, l'expose à un décentrage des forces précitées
(pesanteur et force ascensionnelle) qui peut avoir les plus graves
inconvénients et même entraîner la perte de l'aéronat.

[Illustration: FIG. 3]

[Illustration: FIG. 4]

Dans la construction du dirigeable, tout est calculé pour que les
éléments qui font sa pesanteur: enveloppe, agrès, nacelle, moteur,
hélice, passagers, lest, etc., exercent cette force de pesanteur dans
le prolongement de la force ascensionnelle du gaz léger, _lorsque
l'aéronat est parfaitement horizontal_, parce que cette position est
celle de sa marche rationnelle.

La figure schématique nº 3 montre cet _équilibre horizontal_ du
dirigeable français, dans lequel la force ascensionnelle et celle de
la pesanteur s'exercent dans le prolongement l'une de l'autre, non pas
au milieu de la longueur, mais un peu plus vers l'avant de
l'enveloppe. On exprime cet antagonisme rectiligne en disant qu'il y a
parfaite coïncidence entre le _centre de gravité_ (pesanteur) et le
_centre de poussée_ (force ascensionnelle) du ballon (p. 13).

[Illustration: FIG. 5]

Mais si, pour une cause quelconque, le dirigeable vient à prendre une
position oblique comme celle qu'indique la figure 4, l'action de la
pesanteur, qui s'exerce toujours perpendiculairement, déplace la
nacelle par rapport à l'enveloppe et déplace les efforts de traction
dus à la pesanteur aussi bien que les efforts de pression du gaz léger
contenu dans le ballon. La figure 4 montre, notamment, que la ligne du
_centre de poussée_ de la force ascensionnelle s'est déplacée. La
position primitive est représentée par des lignes en pointillé, tandis
que les lignes pleines représentent la position nouvelle. De plus,--et
ceci est beaucoup plus grave,--un nouvel équilibre de l'aéronat
s'étant établi _dans la position oblique_ par suite du déplacement de
la nacelle par rapport à l'enveloppe, _il ne tend plus à se
redresser_; la continuation de sa marche ne peut qu'accentuer son
obliquité dangereuse (p. 13).

[Illustration: FIG. 6]

Il est donc indispensable de rendre la position de la nacelle aussi
invariable que possible, par rapport à celle de l'enveloppe, et l'on y
parvient en remplaçant sa suspension au moyen de _câbles parallèles_
par une suspension dans laquelle les câbles, s'entre-croisant, forment
des triangles comme le montre la figure 5, p. 14.

Dans ce cas, en effet, la disposition des câbles de soutènement
empêchant la nacelle de se déplacer par rapport à l'enveloppe, comme
le montre la figure 6, celle-ci se trouve soumise à deux forces
contraires: la force ascensionnelle et la pesanteur, qui tendent
toutes les deux à la fois à redresser l'aéronat, parce qu'elles ne
sont plus dans le prolongement l'une de l'autre, dès que le dirigeable
cesse d'être parfaitement horizontal.

Ainsi le mode de soutènement par câbles entre-croisés en triangles
réalise la stabilisation automatique du dirigeable dans la position
horizontale.

Enfin, pour que le dirigeable garde, dans le sens de sa marche, sans
le secours incessant du gouvernail, une direction rectiligne, on munit
son arrière d'une sorte _d'empennage_ analogue à celui des flèches et
jouant le même rôle mais constitué par des surfaces plates opposées à
angle droit, ou par des ballonnets en forme de cylindres ou de cônes,
comme ceux que montrent les figures 7 à 10.

[Illustration: FIG. 7, 8, 9 et 10]

Les premiers éléments constitutifs du dirigeable sont donc: 1º sa
forme; elle doit se rapprocher de celle des poissons qui peuvent
effectuer de longs parcours;--2º sa rigidité; l'emploi des ballonnets
internes compensateurs, ou la construction métallique, donnent cette
rigidité;--3º la stabilité de la nacelle par rapport à l'enveloppe; la
suspension par câbles à entre-croisements triangulaires la réalise;
elle est naturellement assurée par la rigidité du métal dans la
construction métallique du _Zeppelin_ (fig. 11, 12 et 13);--4º la
rectitude de marche; on l'obtient par les divers empennages de
l'arrière du dirigeable.

[Illustration: FIG. 11

FIG. 12

FIG. 13

FIG. 11.--Coupe longitudinale montrant le cloisonnement du _Zeppelin_.

FIG. 12.--Arrière du _Zeppelin_ vu en dessous.

FIG. 13.--Coupe transversale du _Zeppelin_ à l'arrière.

Le _Zeppelin_ a 130 mètres de longueur et 10 mètres 70 cent. de
diamètre; il cube 12.000 mètres. Deux moteurs de 170 chevaux lui
servent à actionner 4 hélices de 1 mètre 30 cent. de diamètre, qui
font 800 tours à la minute. Un hangar flottant installé sur le lac de
Constance est son abri. Ce type de dirigeable a pu réaliser un
parcours de 1.100 kilomètres en trente-huit heures (29 kilomètres à
l'heure). Mais les nombreux accidents dont il a été victime,
paraissent démontrer qu'il est peu pratique. Son prix est d'ailleurs
excessif: il atteint plusieurs millions de marks.]

Mais ces caractéristiques principales ne suffisent pas: le dirigeable
doit encore satisfaire à d'autres conditions.

Un gouvernail de direction latérale, placé à l'arrière et analogue à
celui des navires, peut le faire tourner à droite ou à gauche.

[Illustration: FIG. 14

_A._ Corps du dirigeable rempli de gaz.--_B._ Ballonnet compensateur
interne ou _b. b. b,_ série de ballonnets compensateurs
internes.--_E._ Empennage.--_G._ Gouvernail de direction
latérale.--_H._ Hélice.--_M._ Mécanicien.--_m._ manche ou conduit de
gonflement du ballonnet compensateur.--_P._ Pilote.--_P. S._
Gouvernail de profondeur.--_R. S._ et _r. b._ lignes des joints
d'attache des câbles de soutènement de la nacelle.--_S. O._ Soupape de
sortie du gaz.]

Comme le ballon sphérique, le dirigeable emporte une certaine quantité
de lest pour retarder sa descente ou pour remonter en s'allégeant. Il
peut aussi retarder sa montée ou provoquer sa descente, en se vidant
de son gaz léger par une soupape d'échappement, placée à l'arrière,
aussi loin que possible du moteur. Mais ces deux moyens, pour monter
et pour descendre, l'épuiseraient trop rapidement (quoique l'emploi
des approvisionnements d'essence et d'huile soit un délestage normal
constant dont l'importance n'est pas négligeable). Afin d'économiser
au maximum son gaz et son lest, on ajoute au dirigeable des plans
_stabilisateurs_, disposés à l'arrière ou à l'avant, qui jouent le
rôle d'un gouvernail de profondeur et, prenant point d'appui sur
l'air, grâce à la marche de l'aéronat, provoquent sa montée ou sa
descente pour des différences d'altitude progressives, modérées. La
figure 14, qui représente schématiquement un dirigeable rationnel,
montre ces divers organes.

[Illustration: FIG. 15

Le Dirigeable _Ville de Paris_ et hangar de ce dirigeable dans le
fond.]

Constitué de cette manière, le dirigeable mérite sa dénomination parce
qu'il est réellement maniable dans l'atmosphère. Néanmoins, il faut
encore tenir compte de deux éléments d'importance capitale dans son
emploi: la puissance relative de sa force motrice et l'étendue de son
_rayon d'action_.

Sauf le cas d'un vent soufflant en tempête et par rafales, le pilote
d'un ballon sphérique non dirigeable n'a pas à se soucier beaucoup du
courant d'air qui l'emporte puisqu'il ne peut rien contre lui. Si ce
courant l'entraîne dans une région où il ne veut pas aller: océan,
contrée montagneuse trop élevée ou pays étranger, sa seule ressource
est d'atterrir le mieux possible... ou de chercher, en s'élevant dans
les régions supérieures de l'atmosphère, s'il peut les atteindre, un
autre courant d'air,--qu'il risque fort d'ailleurs de ne pas
rencontrer.

Au contraire, le pilote du dirigeable, par cela même que son ballon
est dirigeable, est forcé de tenir compte des moindres mouvements de
l'atmosphère et il importe au plus haut point que le moteur de son
aéronat ait une puissance capable de lutter contre celle d'un vent
ordinaire avec plein succès.

Un moteur qui ne donnerait au dirigeable qu'une vitesse inférieure à
celles des brises régnant généralement dans sa région serait
inutilisable pendant la plus grande partie de l'année. L'obligation de
ne manoeuvrer que par des temps calmes équivaudrait à la négation de
son emploi.

Théoriquement, le dirigeable fut réalisé par les frères Tissandier,
par Dupuy de Lôme et même par Henri Giffard dès 1852, puisqu'ils
purent faire mouvoir leurs ballons dans l'air avec les moteurs dont
ils étaient munis. Mais, parce qu'ils ne dépassaient point des
vitesses oscillant entre 2 m. 25 à 4 m. à la seconde, vitesses qui
sont inférieures à celles des vents dominants en France, leurs
aéronats restaient inutilisables pratiquement.

Le dirigeable _La France_, des capitaines Renard et Krebs, qui
exécuta, en 1885, les deux premiers voyages aériens formant un circuit
fermé, c'est-à-dire qui, partant de Meudon, put aller à Paris et
revenir à Meudon, à son point de départ, avait une vitesse de 6 m. 50
à la seconde (environ 23 kil. à l'heure).

Les observations météorologiques poursuivies pendant nombre d'années à
Chalais-Meudon par l'autorité militaire ont permis d'établir que, sur
ce point du territoire, il y a pendant près de 180 jours par an, des
vents dont la vitesse est au moins égale à 26 ou 27 kil. à l'heure (7
m. à 7 m. 50 par seconde).

La vitesse du dirigeable _La France_ était donc inférieure à celle de
la moyenne de vents dominants et cet aéronat n'a réussi les «circuits
fermés» Meudon-Paris-Meudon, les 22 et 23 septembre 1885, qu'à la
faveur de vents d'une vitesse inférieure à celle de ceux qui sont les
plus fréquents.

Les dirigeables: _Ville-de-Paris_, _Bayard-Clément_, _République_,
dont la vitesse atteint 12 m. 50 au minimum par seconde (45 kilomètres
à l'heure) peuvent, au contraire, fonctionner environ 297 jours par
an, suivant le tableau des observations météorologiques militaires
précitées.

Or, ces résultats, qui sont dus à la puissance des moteurs à explosion
employés sur ces dirigeables, n'auraient pas été obtenus sur des
aéronats de faibles dimensions.

On peut construire un dirigeable petit. Le _Santos-Dumont_ nº 1 ne
cubait que 180 m. Le nº 6 avec lequel il gagna le prix Deutsch, le 19
octobre 1901, jaugeait 622 mètres cubes; il n'avait que 33 m. de
longueur et 6 m. de diamètre.

Pour l'_amateur_, on a même créé un type de dirigeable réduit: c'est
le _Zodiac_, dont les caractéristiques sont: une enveloppe contenant
700 mètres cubes de gaz; un moteur de 16 chevaux, une hélice de 2 m.
30 de diamètre, donnant 600 tours à la minute. Ce type d'aéronat
réduit est, en outre, démontable. Emballé, il peut être transporté sur
un camion ou expédié par chemin de fer. Enfin, il ne coûte que 25.000
francs.

Mais gonflé de gaz d'éclairage, il n'enlève qu'une seule personne. Il
faut lui ajouter 100 mètres cubes d'hydrogène pur (gaz fort cher et
que l'on ne se procure pas partout), pour qu'il puisse en enlever
deux. Il ne voyage guère que trois ou quatre heures. Il n'enlève que
75 kilogrammes de lest. Sa vitesse ne dépasse pas 28 kilomètres à
l'heure.

En comparant ces caractéristiques du _Zodiac_ avec celles du
_Bayard-Clément_, par exemple, on comprend comment ce dernier peut
donner des résultats pratiques, qu'un petit dirigeable ne saurait
fournir.

Le _Bayard-Clément_ a 56 m. de longueur, 10 m. 58 de diamètre et cube
3.500 m. Son moteur, qui pèse 352 kilogrammes, a une force de 105
chevaux. Il actionne une hélice de 5 m. de diamètre qui fait 350 tours
à la minute, avec une consommation de 38 à 40 litres d'essence et de 5
litres d'huile à l'heure.

Grâce à ces éléments cet aéronat peut atteindre une vitesse de 50
kilomètres à l'heure.

Avec six passagers, 300 litres d'essence, 20 litres d'huile, 65 litres
d'eau (pour le refroidissement du moteur), et 250 kilogr. de lest, il
a fait en 5 heures, le 1er novembre 1908, un parcours de 250
kilomètres sans escales, «circuit fermé», de Sartrouville à Compiègne
et Pierrefonds par l'Isle-Adam, Creil, Pont-Ste-Maxence, Séry,
Dammartin, Le Bourget, Pantin et rentrer à Sartrouville en passant sur
Paris.

Mais un dirigeable de cette puissance coûte environ 300.000 francs.

La catastrophe du dirigeable _Patrie_ a démontré qu'il est
indispensable de remiser de si grands aéronats dans des hangars
spéciaux, qui sont de construction coûteuse. La figure 15 (p. 19)
montre un hangar de ce genre.

Enfin, la nécessité de ramener le grand dirigeable à son hangar réduit
considérablement son _rayon d'action_ (50%).

Dans de telles conditions, sauf exception, un État semble seul
pouvoir se permettre, pour sa défense militaire, le luxe d'un ou de
plusieurs grands dirigeables d'une série de hangars pour les remiser.

On conçoit néanmoins que, plus tard, l'industrie des transports en
commun utilisera peut-être de grands dirigeables perfectionnés et
modifiés en vue de ce genre d'exploitation.

Mais, pour le moment présent, l'_aviation_ semble mieux répondre au
désir légitime que fit naître chez toute personne la récente conquête
de l'air, et c'est ce mode de locomotion dans l'atmosphère qui sera
presque exclusivement le sujet de cet A. B. C.

[Illustration: FIG. 16]




II

L'Air


Lorsqu'on parle aujourd'hui de la _conquête de l'air_, il faudrait
ajouter qu'il s'agit de _l'air respirable_ pour l'homme, ou que cette
restriction soit sous-entendue, car l'être humain ne peut graviter
pratiquement au delà de la couche atmosphérique, relativement bien
basse, où sa respiration est assurée par une certaine proportion de
divers éléments gazeux.

Au delà de 6.000 mètres, en effet, «quelques précautions que l'on
prenne, la diminution de pression, la moindre quantité d'oxygène
entrant dans les poumons à chaque inspiration force à les précipiter.
On étouffe, des maux de tête et des maux de coeur surviennent», etc.
(BOUQUET DE LA GRYE).

L'oxygène de l'air pénétrant dans les poumons y est absorbé par le
sang. Ce véhicule l'entraîne dans l'organisme où, par une sorte de
combustion lente, il brûle une partie du carbone des matières qui
doivent être éliminées. Son rôle est donc capital dans l'existence
humaine.

L'oxygène n'est d'ailleurs pas moins indispensable au moteur de
l'aéroplane qu'à l'aviateur; sa rareté dans les hautes régions de
l'atmosphère nous en interdit donc doublement l'accès.

Lorsque Berson et Suering atteignirent l'altitude de 10.500 m. en
1901, ils entretenaient artificiellement leur respiration à l'aide
d'une réserve d'oxygène qu'ils avaient emportée, et le ballon
sphérique où ils étaient n'avait pas de moteur à faire fonctionner
pour les soutenir. Si, plus tard, des aéroplanes arrivent à dépasser
l'altitude de 6.000 m. pour monter aussi haut que Berson et Suering,
cela ne pourra être qu'à l'aide de dispositifs spéciaux, ou d'une
carburation spéciale dans les moteurs, permettant d'y introduire les
quantités d'oxygène nécessaires, puisqu'elles ne se trouveraient pas
dans l'air ambiant.

On a déjà vu précédemment que le froid, qui augmente à mesure qu'on
s'élève dans l'air, trace d'autre part aussi une limite aux ascensions
humaines dans l'atmosphère. On peut prévoir que la congélation serait
une gêne et peut-être un obstacle absolu dans le fonctionnement des
moteurs à explosion, aussi bien pour la carburation que pour le
graissage, à partir de certaines altitudes.

Si l'on suppose, en effet, un aéroplane quittant le sol à une
température de + 15° et subissant un abaissement de température de 1°
par 180 m. d'ascension, puisque cette proportion est celle que l'on
tient pour constante, on voit qu'après avoir dépassé une hauteur de
10.500 m. comme Berson et Suering, il devra subir un froid de -44° (à
10.620 mètres exactement).

Le ballon-sonde _Aérophile nº 1_, lancé le 21 mars 1893 de l'usine de
Vaugirard à Paris, enregistra -51° à 15.000 m. d'altitude. En
Allemagne, à Tempelhof, un autre ballon-sonde lancé atteignit 18.450
m. et enregistra -68°.

La décompression qui altère l'organisme humain aux altitudes
supérieures à 8.000 m. aurait peut-être aussi des effets sur la marche
des moteurs à de plus grandes hauteurs.

En résumé, pour l'homme et pour l'aéroplane le domaine de l'air est
extrêmement réduit en hauteur, par rapport à l'épaisseur indéterminée
de l'atmosphère, et il ne faut point imaginer que l'homme y montera un
jour «aussi haut qu'il voudra monter».

Mais cette considération n'a rien d'affligeant, car ce n'est pas en
hauteur que l'espace atmosphérique est une enthousiasmante conquête:
c'est _en étendue_. À partir d'une très faible altitude, l'intérêt
d'un voyage aérien décroît rapidement par suite de la faible portée
visuelle, si l'on continue à s'élever.

Et, d'autre part, si la rapidité d'une traversée dans l'atmosphère
doit devenir une supériorité de ce mode de locomotion grâce aux
vitesses de 200 ou de 300 kilomètres à l'heure que l'on prédit déjà
aux aéroplanes[11], il n'y aura jamais avantage à réduire la
promptitude d'une translation par des ascensions élevées. Ce serait
«s'attarder en route».

         [Note 11: Capitaine FERBER. _L'Aviation_, p. 52.]

Pour l'_aviation_, l'étude des hautes régions de l'atmosphère est
néanmoins indispensable parce qu'elles provoquent la plupart des
perturbations qui agitent les couches inférieures.

Les vents, notamment, ces grands obstacles de la gravitation dans
l'air pour les appareils _aviants_ (et à _fortiori_ pour les ballons
dirigeables), viennent surtout de très haut.

À mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère, on constate d'ailleurs que
les courants qui la parcourent sont plus forts, plus étendus, plus
rapides et ce régime constant incite encore, une fois de plus,
l'aviateur à ne point viser le zénith.

Les nuages et l'électricité qui les accompagnent si souvent sont, en
outre, des embarras ou des dangers que l'aviateur devra éviter.

Planant au-dessus des nuages, le pilote de l'aéroplane n'aurait plus
de point de repère pour sa route; il serait obligé de se diriger à la
boussole. Tout, dans la Nature, l'engage à se contenter du domaine des
oiseaux.

Il convient d'insister un peu sur ces caractéristiques de l'atmosphère
parce qu'elles gouvernent l'aviation.

C'est parce que l'air n'est pas comme on le croyait jadis: «un
_élément impondérable_, mais homogène dans toute l'étendue d'espaces
sub-terrestres définis», qu'il constitue un milieu où les aéroplanes
d'aujourd'hui peuvent prendre un point d'appui pour se déplacer.

Utilisée par l'homme depuis des siècles, la _force du vent_ est connue
de tout le monde. _La résistance de l'air_ l'est infiniment moins,
quoique nombre de détails, très vulgarisés de nos jours, l'aient mise
en évidence, notamment: la forme des locomotives modernes à grande
vitesse, les courses de bicyclettes et d'automobiles, etc.

Nos sens, en effet, ne perçoivent guère _la résistance de l'air_,
parce que nos mouvements naturels ne sont pas assez rapides pour nous
la faire sentir.

Lorsque nous nous déplaçons _artificiellement_ à une grande vitesse,
au contraire, nous commençons à sentir cette résistance, comme nous
sentons naturellement la force du vent. Or, cette force du vent
n'existe qu'en raison de la densité de l'air; il faut s'habituer à le
concevoir pour comprendre le mécanisme de l'aviation.

Un vent de tempête arrache des toitures, renverse des arbres et des
personnes; on se sent comme près d'être emporté, c'est-à-dire
_soulevé_, par les fortes bourrasques d'un ouragan. Réciproquement,
aborder l'air avec une rapidité d'ouragan produit les mêmes effets, à
cause de la _résistance de l'air_; il faut se pénétrer de la
connaissance de ce fait.

Si nous ne sommes pas positivement _enlevés_ par un vent de tempête,
c'est parce que notre volume est trop faible par rapport à notre
poids; parce que nous avons trop peu de surface par rapport à notre
pesanteur. Mais, présentons-nous au vent en tenant une surface deux ou
trois fois seulement plus grande que la nôtre: planche, toile tendue
sur un châssis, feuille de tôle ou tout autre objet de large surface,
nous serons aussitôt renversés avec violence;--nous serions enlevés
positivement si l'orientation et l'équilibre de cette surface étaient
convenables. Ce fait résume et révèle le principe de l'aviation.

Un cerf-volant d'une surface suffisante enlève un homme. Ce moyen,
préconisé pour des reconnaissances militaires, a été expérimenté avec
succès. Les récents travaux du capitaine Taconnet et du capitaine
Madiot l'ont rendu tout à fait pratique.

Par quelques évaluations fort simples, il est aisé de préciser un peu
les idées à ce sujet:

La théorie et la pratique démontrent que la _résistance de l'air est,
à peu près, proportionnelle au carré de la vitesse_.

Ce qui revient à dire, par exemple, que si un vent ayant une vitesse
de 1 m. par seconde exerce une pression égale à celle d'un poids de
125 grammes sur une surface de 1 m. carré perpendiculaire à sa
direction, cette pression sera quadruplée pour la même surface, si la
vitesse du vent devient double.

La pression étant équivalente au poids de 125 grammes avec la vitesse
de 1 m. par seconde, si le vent a une vitesse de 2 m. par seconde, la
pression sera de 125 × 2 × 2 = 500 grammes.

Si le vent fait 20 m. par seconde, sa pression sur la même surface de
1 m² sera de 125 × 20 × 20 = 78 kilogrammes et 125 grammes, pesanteur
déjà supérieure à celle de bien des personnes.

L'aéroplane obtient les mêmes résultats par les mêmes moyens, mais en
sens inverse: contre l'air, immobile, par exemple, il précipite une
surface déterminée avec une vitesse également déterminée et si les
déterminations sont bonnes, c'est-à-dire si la surface et la vitesse
sont suffisantes, la pression en dépassant le poids de l'engin le
soulève; l'essor de l'aéroplane est obtenu.

Il est encore plus facilement obtenu si l'air, au lieu d'être
immobile, va contre l'aéroplane, en rasant le sol, dans le sens opposé
à sa direction, parce qu'alors sa vitesse s'ajoute en quelque sorte à
celle de l'appareil.

Dans le cas contraire, l'aéroplane doit pouvoir ajouter à la vitesse
nécessaire pour son enlèvement, celle du vent dans le sens duquel il
se dirige,--ou faire tête au vent pour s'élever car dès qu'il a quitté
le sol, ce supplément de vitesse, égal à la vitesse du vent, ne lui
est plus nécessaire pour se soutenir, la vitesse calculée pour sa
marche en air immobile pourrait lui suffire, puisqu'il se trouve par
rapport à l'air, dès qu'il est détaché du sol, dans une situation
comme celle de l'aéronat.

L'aviation comporte encore d'autres considérations sur l'air, mais il
convient de les ajourner pour simplifier ce début et parce qu'elles
seront plus claires lorsqu'elles interviendront à propos des
phénomènes expérimentaux qu'elles expliquent.




III

Les Étapes de l'Aviation


Divers types d'aéroplanes fonctionnent aujourd'hui d'une manière plus
ou moins satisfaisante. Or, il semble qu'il devrait être aisé
d'apprécier exactement leurs mérites et de déduire de ces différents
types le modèle rationnel du «plus lourd que l'air» en expliquant avec
simplicité sa théorie et sa pratique.

Cela n'est pourtant guère possible pour une série de causes: les
phénomènes de l'aviation sont trop étrangers, notamment, à la majorité
des personnes et, d'autre part, les techniciens eux-mêmes ne sont pas
encore assez renseignés sur une importante partie des composantes du
problème pour en formuler des explications définitives, encore qu'il
soit pratiquement résolu.

Pour faciliter la compréhension sommaire mais nette des principes de
l'aviation, il est donc _nécessaire_ de passer rapidement en revue
d'abord les tentatives de sustentation dans l'air au moyen de _plans_
ou surfaces planes, plus ou moins semblables à des ailes étendues et
sans mouvement. Ces essais furent l'oeuvre d'une courte série
d'expérimentateurs hardis, qui préparèrent mieux que tous autres dans
cette voie simple et pratique la conquête de l'espace atmosphérique au
moyen du «plus lourd que l'air».

       *       *       *       *       *

Un Français: Le Bris, ancien marin, ayant beaucoup observé le vol de
l'albatros pendant ses voyages, était convaincu de la possibilité de
planer comme cet oiseau, grand voilier, par des moyens analogues aux
siens: c'est-à-dire avec des ailes étendues, sans mouvements
notables.

Les oiseaux ont, en effet, un mode de sustentation dans l'air qu'on
désigne par sa caractéristique générale: _le vol plané_. Ce vol
_paraît_ s'effectuer sans aucun mouvement de l'animal et,
particulièrement, _sans battements d'ailes_.

Si l'on ignore le mécanisme du vol des oiseaux et si l'on ne sait pas
comment ils utilisent les propriétés de l'air, notamment ses courants,
les oiseaux qui planent paraissent immobiles. En réalité, au
contraire, ils ne cessent guère de bouger, de déplacer quelque partie
de leur corps: mais ces mouvements, fort peu marqués, échappent à
notre vue et, réellement, l'oiseau planeur peut planer pendant
plusieurs heures consécutives sans donner un seul coup d'aile pour se
soutenir.

Mais, en revanche, il ne cesse de décrire dans l'espace aérien des
cercles ou des ondulations variées.

Quoique traité de fou par beaucoup de ses contemporains,--par la
plupart,--Le Bris suivait donc un raisonnement logique et sain en
croyant qu'avec des surfaces planes _portantes_, analogues aux ailes
de l'albatros, mais surtout proportionnées à son poids et à son volume
personnel, il arriverait à planer.

Les détails,--essentiels d'ailleurs,--du vol plané échappaient à Le
Bris, fort heureusement, car ils l'eussent peut-être découragé.

Confiant dans ses observations, le marin expérimenta et réussit, en
effet, des sustentations courtes dans l'atmosphère qui commençaient à
ressembler au _vol plané_. Muni d'ailes assez grandes pour le
soutenir, il s'élevait avec l'aide d'un cerf-volant, aux environs de
Brest, en 1867, puis abandonnait le cerf-volant et retombait en
planant avec ses ailes.

Quelques accidents, et surtout le défaut de ressources suffisantes,
l'empêchèrent de poursuivre ses essais.

Vingt-quatre ans plus tard,--après vingt années de calculs et
d'expériences minutieuses, disait le capitaine Ferber[12],--un
Allemand tenace et non moins audacieux que Le Bris, s'élançait à son
tour d'une colline sablonneuse avec des plans légers qu'il pouvait
porter (fig. 17 et 18).

         [Note 12: _L'Aviation_, par le capitaine Ferber.]

[Illustration: FIG. 17]

En courant sur la pente de cette colline, il gagnait une vitesse
déterminée qui lui permettait, lorsqu'elle devenait suffisante, d'être
soulevé et de parcourir dans l'air une distance courte au début mais
bientôt plus étendue.

[Illustration: FIG. 18]

Entre 1891 et 1896, cet Allemand: Otto Lilienthal, fit ainsi plus de
2.000 essais. Ses parcours en _plané_ passèrent, peu à peu, de 15 à
100 mètres et même davantage, grâce aux perfectionnements qu'il
apportait à ses plans sustentateurs et _à sa façon de les manoeuvrer_.

En 1899, le capitaine Ferber reprit ces expériences et fut d'abord
déçu, car il ne tenait pas compte d'un élément principal, qu'il
ignorait alors, _c'est que Lilienthal opérait ses parcours planés
CONTRE DES VENTS ASCENDANTS_.

Jamais, dit Ferber, la vitesse de 1 à 2 mètres par seconde obtenue par
Lilienthal lorsqu'il s'élançait en courant n'aurait pu l'enlever, mais
celle du vent _ascendant_ contre lequel il partait s'ajoutant à la
sienne, le total de ces deux forces finissait par être suffisant à un
moment donné pour élever l'expérimentateur.

Cette explication mérite d'être étendue et précisée par quelques
figures schématiques, car elle est comme le secret du vol plané des
oiseaux, et Ferber l'a fort bien accentuée graphiquement de la manière
suivante:

Supposons, pour simplifier, les ailes sustentatrices de Lilienthal
représentées par un plan unique, légèrement arqué: P _s_, vu de côté,
par sa tranche (fig. 19).

[Illustration: FIG. 19]

La figure 19 suffit pour expliquer qu'un vent horizontal, comme celui
qui est indiqué par la série de flèches, tend à rabattre ce plan sur
le sol au lieu de le soulever.

[Illustration: FIG. 20]

Dans la figure 20, le même plan schématique occupe, par rapport au
même vent, une position dans laquelle le vent pourra le soulever, mais
en le repoussant en arrière dès que l'expérimentateur, ayant perdu sur
le sol tout point d'appui, ne pourra plus faire progresser le plan
contre le vent. Alors, s'il a été soulevé, il retombera aussitôt.

Dans la figure 21, au contraire, on voit que si l'expérimentateur
peut, sur la descente, acquérir contre le vent une vitesse assez
grande pour que la force de cette vitesse, ajoutée à celle du vent,
agissant en sens contraire ET EN REMONTANT, arrive à le soulever, _il
pourra ensuite glisser sur ce vent_ ASCENDANT, par la seule force de
sa pesanteur, et cela _contre la direction_ ASCENDANTE _de ce courant
d'air_.

S'il redresse légèrement l'inclinaison du plan, ou si la force du
vent ascendant augmente, la vitesse de sa glissade sera ralentie mais
son soulèvement sera augmenté. Un simple déplacement du centre de
gravité du plan réalisera le ralentissement ou la précipitation de la
glissade et, par conséquent, une certaine remontée ou une certaine
accentuation de la descente de cette glissade.

[Illustration: FIG. 21]

Lilienthal gouvernait ainsi, c'est-à-dire par déplacement du centre de
gravité, en déplaçant ses jambes sous ses ailes sustentatrices.

L'oiseau, dans le _vol plané_, sans donner un seul coup d'aile, glisse
de même, descend et remonte (_en reculant_ ou en tournant), par de
simples déplacements de sa tête, de sa queue ou de ses ailes, qui ne
sont pas appréciables par nos yeux.

Lilienthal était devenu si bien maître des évolutions de ses glissades
qu'il s'enhardit trop. Osant s'élancer par des vents de tempête et ne
craignant plus d'atteindre des hauteurs relativement exagérées, il
finit par être culbuté et mourut de cette chute.

L'exemple de Lilienthal fut suivi par un Anglais nommé Pilcher qui
réalisa, lui aussi, des vols planés fort démonstratifs.

Ses plans sustentateurs, en forme d'ailes, plus volumineux et surtout
plus lourds que ceux de Lilienthal n'étaient pas portatifs: ils
roulaient sur les roulettes d'un cadre que montrent les figures 22 et
23 (p. 34).

En se faisant traîner par des chevaux lancés au galop, Pilcher
s'enlevait comme un cerf-volant au bout d'une corde et lâchait cette
corde lorsqu'il était arrivé assez haut. On le voyait alors descendre
en planant et décrire une trajectoire analogue à celle du corbeau qui
descend sur un champ.

[Illustration: FIG. 22]

[Illustration: FIG. 23]

On voit sur la figure 23 que le dispositif de Pilcher comportait une
queue stabilisatrice analogue à celle du dispositif de Lilienthal.
Dans une ascension imprudente de l'expérimentateur, une bourrasque
rompit cette pièce équilibrante; l'appareil tomba au lieu de planer et
Pilcher se tua (30 septembre 1899).

Trois ans auparavant l'ingénieur français Chanute, à Chicago,
également séduit par les essais de Lilienthal, les répéta et les fit
répéter par deux de ses élèves: MM. Herring et Avery.

[Illustration: FIG. 24]

Pour essayer de donner plus de stabilité aux plans sustentateurs, il
les multiplia. Après un grand nombre d'expériences sur des dispositifs
de cinq paires d'ailes, puis de quatre et de trois, Chanute s'arrêta
enfin à un _biplan_ stabilisé par une queue que montre la figure 24.

Des glissades planées de 109 mètres furent obtenues avec ce
dispositif, dont les biplans actuels sont peu différents.

C'est avec un aéroplane semblable à celui de notre compatriote Chanute
qu'Orville et Wilbur Wright firent en 1900 leurs premiers essais dans
les dunes de Kitty-Hawk (Caroline du Nord), mais en remplaçant la
queue, qu'ils jugeaient embarrassante, par un gouvernail de profondeur
placé à l'avant.

[Illustration: FIG. 25]

Au lieu de se suspendre aux plans par-dessous le dispositif, ils
s'étendaient à plat ventre au milieu du plan inférieur, exhaussé
légèrement sur deux patins, et se faisaient traîner par des aides sur
la pente d'une colline contre le vent (fig. 25).

«Dès que la brise est assez fraîche pour faire 8 à 10 mètres à la
seconde, l'aéroplane n'a plus besoin d'être lancé en vitesse pour
s'élever, il part presque seul.

«Au bas de la dune, le gouvernail de profondeur (placé à l'avant)
relève l'aéroplane, qui remonte un peu, détruit ainsi sa vitesse
horizontale et se pose sur le sol en glissant sur ses patins[13]». Les
oiseaux ne font pas autrement.

         [Note 13: Cap. FERBER. _L'Aviation_, p. 52.]

Dès 1902 les frères Wright font des planés de 100 mètres. En 1902,
ils ajoutent à leur dispositif un gouvernail vertical qui leur permet
de décrire en planant des quarts de cercle.

«En 1903, enfin, dit Ferber, ils réussissent des balancements sur
place, c'est-à-dire du véritable vol à voile. Ils attendent un vent
violent de 10 à 12 mètres par seconde qui les enlève sans effort. Dès
qu'ils sentent que l'ascension diminue, ils se mettent en marche vers
l'avant pour acquérir de la vitesse. À la première rafale, ils se
laissent enlever en reculant pour recommencer encore une glissade en
avant dès que la rafale est passée, et ainsi de suite. Ils sont
arrivés ainsi à rester soixante-douze secondes en l'air, sans avancer
de plus de 30 mètres en tout.»

Cette manoeuvre est bien _exactement_ celle de l'oiseau planeur et, en
particulier, celle des mouettes et des goélands. _C'est du véritable
vol plané._

       *       *       *       *       *

Dès lors, confiants dans la capacité de soutènement de leur biplan et
dans la sécurité de sa manoeuvre, les frères Wright n'avaient plus
qu'à tenter de remplacer les forces qui les faisaient planer,
c'est-à-dire un vent ascendant et la pesanteur, par la puissance d'un
moteur léger actionnant une ou plusieurs hélices tractives ou
propulsives. C'est ce qu'ils firent dès la fin de 1903, mais surtout à
partir de 1904 près de Dayton.

Au commencement d'octobre 1905, ils annonçaient à Ferber, s'efforçant
alors en France de résoudre en même temps qu'eux le problème de
l'aviation, qu'ils avaient parcouru le 4 du même mois, 33.456 mètres
en 33 minutes 17 secondes et le lendemain 5 octobre 39 kilomètres en
38 minutes et 3 secondes.

Le mois suivant, ils annonçaient à notre compatriote qu'ils
consentaient à vendre leur invention au prix de un million de francs,
après avoir démontré la capacité de leurs biplans par un trajet
démonstratif préalable de 50 kilomètres.

Pendant qu'Orville et Wilbur Wright résolvaient ainsi de 1900 à 1905
le problème du «plus lourd que l'air», le capitaine Ferber,
poursuivant de son côté des tentatives presque semblables, dont il
puisait l'inspiration dans les expériences de Lilienthal, arrivait
presque au même résultat.

À Beuil (Alpes-Maritimes), en 1902, il réalisait des glissades
aériennes excellentes. En 1903, sur la plage du Conquet (Finistère),
il s'élevait parfaitement comme les frères Wright (3 septembre).

Il tenta aussitôt l'adaptation d'un moteur de 6 chevaux à son biplan
et l'essaya sur un aérodrome spécial qu'il n'y a pas lieu de décrire
ici.

À la suite de ces expériences, le colonel Renard appela Ferber auprès
de lui à Chalais-Meudon (1904).

Pour obvier au défaut de vents ascendants de cette localité, le
capitaine Ferber imagina d'établir le lancement de son aéroplane par
un plan incliné fort ingénieux.

À la fin de 1904, il était maître, comme les Wright, de la direction
et du planement de son biplan. Le 27 mai suivant(1905) il accomplit
avec son moteur de 6 chevaux le premier parcours stable fait en
Europe.

Mais sa force motrice, insuffisante, ne lui permettait pas de se
soutenir assez longtemps dans l'air.

Quatre ans plus tard, le 25 juillet 1908, avec un moteur de la Société
Antoinette _sur le même biplan_, il traverse complètement le polygone
d'Issy-les-Moulineaux «avec une stabilité parfaite» démontrant ainsi
que dès 1905, il aurait pu réaliser en France les mêmes parcours que
les Wright en Amérique, s'il n'avait pas été desservi par les
circonstances et les personnes.

       *       *       *       *       *

L'initiation de Santos-Dumont à l'aviation date de 1905.

Après avoir d'abord songé à résoudre le problème de l'aviation par
l'hélicoptère, il se rallie au type du biplan qu'il essaye pour la
première fois à Bagatelle, le 23 juillet 1906, _avec l'aide d'un
ballon_.

Loin de faciliter les essais, l'aérostat les entrave. Santos
l'abandonne. Il essaye successivement un câble, puis un plan incliné.
Enfin, il se contente d'un dispositif roulant sur le sol et le 23
octobre, à 4 h. 45 du soir, il s'enlève mollement pour un parcours
aérien, sans cesse ascendant, de 60 à 70 m.

En même temps que Ferber et Santos-Dumont, divers expérimentateurs
poursuivent des essais très variés de 1903 ou 1904 à 1907, car on
parle beaucoup des résultats obtenus par les frères Wright, mais en
les discutant et même en les contestant.

Ayant été faites _en cachette_, les études des deux jeunes Américains
n'inspirent aucune confiance _même en Amérique_. On en ignore tous les
détails en France et ceux de nos compatriotes qui tentent de leur
disputer la gloire de la conquête de l'air, sont obligés de créer de
toutes pièces leurs dispositifs, puisqu'aucune indication précise sur
celui des frères Wright ne peut les guider.

Par suite de ce secret systématique, on peut dire que le problème de
l'aviation fut résolu à peu près à la fois en France et en Amérique,
car si les jeunes Américains eurent dans leur réussite une légère
avance sur nos chercheurs, ceux-ci ne purent rien leur emprunter. On
verra d'ailleurs plus loin par la description technique des
dispositifs que la solution américaine est assez différente de la
solution française pour démontrer que les études théoriques et
pratiques des précurseurs tels que Le Bris, Lilienthal, Pilcher et
Chanute furent le seul fond commun initial de _l'école américaine_ et
de _l'école française d'aviation_.




IV

Esquisse théorique de l'Aviation mécanique


|Surfaces portantes.|

Sachant que l'air a un poids, une densité, et constitue un milieu
d'une certaine résistance; ayant d'autre part compris comment un plan
ou plusieurs plans peuvent soutenir des poids en utilisant la
résistance de l'air et la force du vent, il devient aisé de comprendre
le mécanisme de sustentation du cerf-volant. Mais, pour le préciser,
il faut entrer dans quelques détails techniques d'ailleurs fort
simples.

[Illustration: FIG. 26]

Dans l'air, le cerf-volant enlevé,--représenté dans la figure 26 comme
s'il était vu de côté par sa tranche AB,--subit l'action de diverses
forces qui s'opposent les unes aux autres.

Le vent qui le frappe exerce sur lui une pression, cette pression est
invariablement perpendiculaire à sa surface quelle que soit
l'orientation du cerf-volant par rapport au vent.

Il faut donc, dans le cas de la figure 26, représenter cette pression
par la ligne droite CR perpendiculaire au cerf-volant AB. Or, on voit
que cette pression CR dont la direction est perpendiculaire à AB tend
à remonter le cerf-volant en raison de son inclinaison par rapport à
la direction du vent.

Mais cette pression CR s'exerce en se décomposant en deux forces.
L'une: CS combat l'action de la pesanteur CP, qui tend à ramener le
cerf-volant vers le sol; l'autre CT est en antagonisme avec la
résistance de la corde qui retient le cerf-volant.

S'il y a égalité de puissance entre ces diverses forces, le
cerf-volant plane, à peu près immobile. Il ne bougerait pas du tout
dans le cas de cet équilibre, si l'action du vent restait constante.
Ses légers mouvements sont dus aux _ondulations_ dont aucun vent n'est
exempt.

Si le vent augmente, la pression devient plus forte: la force CS
_sustentatrice_, l'emporte sur l'action de la pesanteur CP et le
cerf-volant remonte.

Si le vent faiblit, au contraire, c'est l'action de la pesanteur qui
triomphe et le cerf-volant descend[14].

         [Note 14: Le même mouvement de descente serait produit par
         une augmentation de poids de l'engin planant.]

Dans les deux cas, on suppose que la force CT reste invariablement
équilibrée par la résistance de la corde du cerf-volant, car si elle
venait à casser, l'équilibre instable du système serait aussitôt
rompu.

Faute de vent, le cerf-volant ne peut ni s'enlever, ni demeurer en
l'air. Mais l'enfant parvient pourtant à faire élever son jouet _en
courant_. Il renverse les rôles: au lieu d'opposer obliquement la
surface de l'engin à la pression de l'air précipité contre lui, il
précipite le cerf-volant contre la résistance de l'air et crée, par la
vitesse de sa course, la pression nécessaire pour vaincre, la force de
la pesanteur et déterminer l'ascension. C'est exactement ce que fait
l'aéroplane dont l'hélice, actionnée par le moteur, remplace la rapide
traction de la corde par l'enfant.

Néanmoins, quoique _le principe_ de la solution du problème de
l'aviation ait été donné ainsi depuis plus de deux mille ans par le
cerf-volant[15], il fallait, pour appliquer ce principe à une machine
capable de porter un homme, divers éléments de réalisation pratique
qui n'ont été acquis qu'en ces dernières années. Le moteur à
explosion, à la fois léger et puissant, était un de ces éléments.
L'étude théorique _et surtout l'étude pratique_ des _surfaces
portantes_ ou _plans sustentateurs_ en était un autre, non moins
capital. On comprend, en effet, quand on entre dans un examen plus
approfondi du problème, que les moteurs légers empruntés à l'industrie
de la locomotion automobile par les constructeurs d'aéroplanes,
n'auraient pas suffi pour enlever des _plans sustentateurs_
quelconques.

         [Note 15: En Chine et au Japon le cerf-volant était connu
         plus de deux siècles avant notre ère.]

[Illustration: FIG. 27]

Les cinq anciennes lois formulées jadis par l'illustre physicien
anglais Newton sur la résistance de l'air, ne sont pas rigoureusement
applicables à l'aviation et jusqu'à nos jours elles ont gravement
induit en erreur, sur certains points[16].

         [Note 16: Ces lois de Newton sur la résistance de l'air sont:

           1º La résistance de l'air est normale à la surface;
           2º Elle est proportionnelle au carré de la vitesse;
           3º Elle est proportionnelle à la densité du fluide;
           4º Elle est proportionnelle au carré du sinus de l'angle
              d'incidence;
           5º Elle est proportionnelle à l'étendue de la surface.]

Ainsi, par exemple, la cinquième de ces lois affirme que _la
résistance de l'air est proportionnelle à l'étendue de la surface qui
lui est opposée_. Or, ceci n'est pas rigoureusement vrai dans toutes
les conditions.

[Illustration: FIG. 28]

La résistance est bien proportionnelle à la surface, comme le disait
Newton, si l'on considère, par exemple, un plan carré poussé ou tiré,
l'air étant immobile, dans une direction perpendiculaire à sa surface.
La figure 27, page 42, montre ce cas où la résistance de l'air est
bien proportionnelle à l'étendue de la surface du plan.

[Illustration: FIG. 29]

Mais cette loi n'est plus exacte s'il s'agit d'une surface affectant
la forme d'un carré long comme ABCD (parallélogramme rectangle),--dont
ici deux côtés: AB et CD sont six fois plus longs que les deux autres:
AC et BD afin de rendre l'exemple plus saisissant (fig. 27).

[Illustration: FIG. 30]

Si cette surface, représentée dans la figure 29, vue par sa tranche
AB, se meut obliquement dans l'air suivant une direction comme celle
qui est indiquée par la flèche, c'est-à-dire si elle aborde l'air par
son petit côté AC (fig. 30), la résistance qu'elle rencontre est
beaucoup moins grande que si elle progresse en abordant l'air par le
grand côté CD (figure 30, p. 44).

Dans les deux cas, la surface est pourtant la même; la direction et
l'inclinaison sont supposées identiques. Or, la pratique démontrant
que cette augmentation de résistance est invariable pour les surfaces
portantes des aéroplanes, il faut reconnaître ce fait.

On l'explique par le glissement des molécules de l'air sous la surface
considérée. Pressé par la surface en mouvement, l'air tend à
s'échapper sur les deux grands côtés AB et CD, lorsque la surface
aborde le fluide par le petit côté AC (figure 30), tandis que les
mêmes filets d'air, sous la même surface, lorsqu'elle aborde le fluide
par son grand côté CD (figure 31), ne peuvent s'échapper que sur une
petite région des extrémités CA et DB. Dans ce second cas, il y aurait
donc moins de déperdition de la résistance de l'air que dans le
premier.

[Illustration: FIG. 31]

Mais, si cette supposition,--difficile à vérifier,--n'explique pas
complètement le phénomène invariablement observé, une autre
considération s'impose encore plus fortement:

[Illustration: FIG. 32]

Supposons que la surface ABCD (figure 31), qui mesure 1 mètre sur 6
mètres, a parcouru en une seconde de temps une distance de six mètres,
en allant de ABCD en A'B'C'D'. On voit par la figure même, qu'en
abordant l'air par son petit côté BD cette surface s'est appuyée,
pendant la durée d'une seconde, sur une étendue d'air de 12 mètres
carrés.

Si, pendant la même durée de temps, elle aborde l'air par son grand
côté AB avec la même vitesse et parcourt la même distance de six
mètres, on voit, par la figure même, qu'elle s'appuie sur une étendue
d'air de 36 mètres carrés pour aller du côté: AB en A'B' (fig. 33).

En principe, dans ce deuxième cas, elle a donc dû vaincre une
résistance triple.

[Illustration: FIG. 33]

Ainsi, la sustentation dans l'air au moyen de surfaces planes agissant
sur la résistance du fluide ne dépend pas seulement de l'étendue et de
la vitesse de déplacement de ces surfaces (ou de la vitesse du vent,
ce qui revient au même), mais encore de la forme des surfaces et de la
façon dont elles abordent l'air par rapport à cette forme.

La Nature, par l'oiseau, donne d'ailleurs un exemple frappant de
l'importance de cette disposition puisque tous les planeurs, sans
exception, étendent des ailes dont l'envergure est invariablement en
travers du sens de la marche.

Par rapport à son _étendue_, la _profondeur_ de l'aile des oiseaux
bons planeurs varie dans des proportions qui dépassent même de
beaucoup pour l'envergure totale le 1/6e du plan ABCD pris comme
exemple précédemment. La profondeur de l'aile n'a que le 10e de
l'envergure chez les oiseaux de mer et se réduit au 20e pour
l'albatros.

Il reste sous-entendu qu'il n'y a pas lieu, dans la construction de
l'aéroplane, de copier servilement la Nature, puisque les _surfaces
portantes_ de nos «plus lourds que l'air» ne peuvent être mues comme
le sont les ailes des oiseaux et puisque le fuseau rigide de ces
appareils qui porte le moteur, l'aviateur, l'hélice et les divers
autres organes, n'a pas la souplesse et les moyens d'équilibrage du
corps des oiseaux.

[Illustration: FIG. 34]

Pourtant, le rapport entre l'envergure totale et la profondeur des
surfaces portantes n'est pas le seul élément de sustentation pour
lequel il y a lieu de s'inspirer de l'oiseau. À défaut de théorie, la
pratique enseigne encore que les plans sustentateurs «portent mieux»
s'ils sont légèrement incurvés; c'est-à-dire s'ils ont dans le sens de
la profondeur du plan une courbure dont la concavité est opposée au
sens de la marche.

[Illustration: FIG. 39]

Cette incurvation est très visible dans le schéma du biplan Farman que
représente la figure 34 où l'on voit le stabilisateur d'avant G_p_;
les plans sustentateurs S P et les plans d'empennage ou plans
stabilisateurs de la cellule arrière P_s_, affectant cette disposition
courbe.

Elle est également très apparente dans la photographie du monoplan
Blériot (fig. 35) et dans celle du biplan Delagrange (fig. 36)
reproduites pp. 49 et 51.

En poursuivant l'observation des analogies qui existent entre nos
«plus lourds que l'air» et les oiseaux, on constate que ceux-ci sont
tous des monoplans. Leurs ailes, qui cessent d'être des organes de
propulsion pour devenir uniquement des surfaces sustentatrices dans le
_vol plané_, se tendent alors, restent rigides et forment comme un
bloc avec le corps de l'oiseau. Mais ce bloc n'est pas rigoureusement
rectiligne comme la surface portante du monoplan de Blériot par
exemple (fig. 37, page 48), ou comme les deux plans sustentateurs de
l'appareil des frères Wright (fig. 38, page 55). Il affecte la forme
d'un V extrêmement ouvert ou d'un accent circonflexe retourné (fig.
39, p. 46).

[Illustration: FIG. 41]

Cette disposition très préconisée par le capitaine Ferber et adoptée
par lui dans la construction de ses derniers aéroplanes (fig. 40, page
53) se retrouve dans le _monoplan_ d'Hubert Latham, dans le _biplan de
Voisin-Farman_ et particulièrement dans la _Demoiselle_ de
Santos-Dumont. Elle assure l'horizontalité latérale du système et
quand l'angle du V est fort peu marqué, comme dans le biplan du
capitaine Ferber, il ne donne pas à un vent latéral une prise
dangereuse.

[Illustration: FIG. 42]

Néanmoins, il faut bien reconnaître que si dans un air calme cette
disposition est supérieure à toute autre pour assurer la stabilité
latérale, les oiseaux savent et peuvent, lorsqu'il y a lieu, la
remplacer par une disposition exactement contraire. Ils prennent, au
besoin, pour planer au travers d'un coup de vent qui pourrait les
basculer, la forme du V très ouvert mais retourné, ou celle de
l'accent circonflexe dans sa position normale (fig. 41).

Enfin, leurs surfaces portantes étant bi-latérales et articulées au
corps de l'oiseau peuvent prendre, en outre, des positions
dissymétriques réagissant avec puissance contre des influences
accidentelles, par des moyens d'équilibrage que nous n'avons pas
encore observés, mais que nous avons entrevus, et qu'il est rationnel
de concevoir.

Cependant si nos appareils sont bien loin d'avoir pour l'aviation les
ressources et la souplesse de l'appareil locomoteur de l'oiseau, ils
permettent néanmoins des parcours fort beaux avec une stabilité qui
semble suffisante dans la plupart des cas et avec des rapidités déjà
superbes.

[Illustration: FIG. 37.--Monoplan BLÉRIOT.]

L'étude pratique des surfaces portantes employées pour l'aviation
mécanique humaine nous montre d'autres analogies _forcées_ entre
certaines parties de nos appareils et les organes des oiseaux.

Ainsi, l'aile de l'oiseau, étendue et vue de profil n'a pas seulement
l'incurvation que les constructeurs d'aéroplanes, sauf de rares
exceptions, donnent à leurs plans de sustentation; elle est en outre
renforcée sur le bord avant ou _bord d'attaque_ (du fluide) comme le
sont les bords d'attaque des plans porteurs d'aéroplanes.

[Illustration: FIG. 35.--Monoplan BLÉRIOT.]

En coupe perpendiculaire à l'envergure la section a, pour l'oiseau en
général, une forme comme celle de la figure 42 (page 47).

[Illustration: FIG. 43]

Cette disposition correspond à la rigidité et à la résistance que doit
avoir la partie avant de l'aile, celle qui fend l'air et qui porte
l'oiseau. Tandis que vers l'arrière, l'aile va s'amincissant de plus
on plus et se compose de plumes légères et souples, extensibles,
écartables, non seulement entre elles, mais encore par les brins
flexibles qui les constituent.

On remarquera que cette forme de l'épaisseur de l'aile est en même
temps la meilleure pour la progression d'un solide dans un fluide et
qu'elle reproduit celle des poissons les plus rapides.

[Illustration: FIG. 44]

On donne précisément cette forme aux nervures des plans porteurs des
aéroplanes et la toile qui les recouvre épouse naturellement cette
forme (fig. 43, page 50).

[Illustration: FIG. 36. Biplan DELAGRANGE.]

La première loi de Newton affirmant que «_la résistance_ (de l'air)
_est normale à la surface_ (d'un plan qu'on lui oppose)» se trouve
ainsi corrigée, en ce qui concerne l'aviation, par la Nature et par la
pratique des constructeurs de nos aéroplanes.

Si la résistance est normale à la surface, au plan, comme l'énonçait
Newton, et se trouve au centre de cette surface, c'est seulement
lorsque la direction est perpendiculaire à ce plan. Or, les _surfaces
portantes_, ou sustentatrices, qu'elles soient plans d'aéroplanes ou
ailes d'oiseaux, ne se déplacent pas _orthogonalement_ dans le vol
plané, mais suivent une inclinaison qui forme un angle très aigu avec
l'horizontale.

[Illustration: FIG. 45]

Dans ces conditions, le centre de pression se déplace et se rapproche
d'autant plus du «bord avant» de la surface qui se meut, que
l'inclinaison de celle-ci est plus accentuée vers l'horizontale.

En 1870, Joessel a donné la formule mathématique avec laquelle on
détermine la position du centre de pression sur un plan déplacé dans
un fluide avec une obliquité connue; mais, sans faire aucun calcul,
par un simple tracé linéaire, cette position peut être déterminée de
la façon suivante:

Supposons en AB le plan considéré, d'abord perpendiculaire à sa
direction, indiquée par la flèche. Le centre de pression est alors au
milieu de ce plan, en C (fig. 44, page 50).

[Illustration: FIG. 40.--Biplan du Capitaine FERBER (Nº IX).]

Pour savoir où sera le centre de pression sur ce plan s'il occupe une
des positions AB^1, AB^2, AB^3, etc., ou toute autre position
intermédiaire, on trace sur AB un demi-cercle tangent à l'extrémité A
et d'un diamètre égal à 3/10e de AB. On reporte ensuite sur chacune
des positions considérées B^1, B^2, B^3, B^4, etc., une distance
égale à 2/10e de AB à partir de la courbe du demi-cercle tangent à A.
Cette distance donne les points _cp^1_, _cp^2_, _cp^3_, _cp^4_, etc.,
qui sont les centres de pression du plan pour chacune des positions
AB^1, AB^2, AB^3, AB^4, etc. (p. 50).

On aurait de même le centre de pression pour toute autre position
intermédiaire du plan AB depuis la perpendiculaire jusqu'au plus petit
angle que ce plan pourrait faire avec l'horizontale.

[Illustration: FIG. 46]

On voit ainsi que le centre de pression se déplace à mesure que
l'obliquité augmente et qu'il passe du centre du plan,--lorsque la
direction est orthogonale,--à une position près du bord avant, ou
_bord d'attaque_, qui n'est plus qu'aux 2/10e de la profondeur du
plan,--lorsque celui-ci est presque horizontal.

L'angle d'attaque, dans le vol plané de l'oiseau, doit varier sans
cesse, mais être, en somme, pendant la plus grande partie du temps,
réduit au minimum et très voisin de 0.

Pour l'aéroplane, qui porte une lourde charge, il oscille aux environs
de 6º; ce qui le reporte généralement aux 2/10e 1/2 de la profondeur
du plan près du bord d'attaque (fig. 45, page 52). Dans cette dernière
évaluation le plan sustentateur est supposé rectiligne.

[Illustration: FIG. 38.--Biplan WRIGHT en plein vol.]

S'il est incurvé, il peut y avoir une différence dans cette
proportion du déplacement, car on ne sait pas encore s'il faut
considérer le centre de pression, en ce cas, comme étant normal à la
corde ou normal à la tangente de la courbe d'incurvation. Mais dans
tous les cas la différence ne peut être grande.


|Plans de stabilisation longitudinale.|

|Gouvernails de profondeur.|

Cette correction de la première loi de Newton sur la résistance de
l'air conduit à en faire une autre sur la 4e conçue en ces termes:
«_La résistance_ (de l'air) _est proportionnelle au carré du sinus de
l'angle d'incidence_ (de la surface).

[Illustration: FIG. 47]

«Cette loi, dit Victor Tatin, est complètement erronée et n'est exacte
en aucun cas.» «... Hutton, Thibault et quelques autres
expérimentateurs en avaient depuis longtemps fait la remarque...»,
etc.[17].

         [Note 17: V. TATIN. _Éléments d'aviation_, p. 8.]

Duchemin corrigea scientifiquement l'appréciation de Newton (1842) et
plus tard Langley, vers 1892, corrobora les travaux de Duchemin à ce
sujet.

Sans entrer dans le détail trop technique des calculs de ces
physiciens, on peut se contenter de retenir, au point de vue de
l'aviation, que la décroissance de pression est bien loin de
correspondre à l'estimation de Newton.

Avec un angle de 14° seulement,--assez voisin par conséquent de
l'angle d'attaque moyen de nos aéroplanes,--la résistance est encore
de la moitié de la résistance du plan normal à la direction
(c'est-à-dire formant avec celle-ci un angle de 90°) (fig. 46, page
54).

À mesure que l'angle d'attaque de la surface portante devient plus
petit, la pression s'amoindrit naturellement, et cette réduction met
bientôt une limite forcée au désir que pourrait avoir l'aviateur de
rapetisser toujours cet angle pour diminuer «la résistance à
l'avancement» de l'aéroplane. Il arrive un moment, dans ces
conditions, où la surface portante reçoit le minimum de pression qui
lui est indispensable pour bien équilibrer l'action de la pesanteur:
c'est l'inclinaison que lui donne son maximum de pénétration et qu'il
ne lui faut point dépasser, sous peine de cesser de se soutenir et de
commencer à descendre.

[Illustration: FIG. 47 _bis_]

Dans la pratique, on voit que les aéroplanes bien construits gardent
aisément cette inclinaison particulière des surfaces portantes,--qui
varie d'ailleurs avec chaque appareil et qui dépend aussi de
l'habileté de l'aviateur.

Mais si ce maintien du bon angle d'attaque permet à l'appareil son
maximum de vitesse propre et de «maniabilité», il faut remarquer en
revanche qu'il est extrêmement instable et que cette instabilité, dans
un milieu aussi tourmenté que l'air, constitue un véritable danger.

[Illustration: FIG. 48]

Pour le mieux concevoir, il faut se représenter comment on explique la
cause du déplacement du centre de pression précédemment exposé.

Lorsqu'un plan se meut orthogonalement au milieu de l'air,
c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire à lui-même (fig. 47,
page 56), le fluide qu'il déplace s'écoule latéralement sur ses côtés
d'une façon parfaitement égale,--et c'est ainsi que le centre de
pression peut coïncider avec le centre du plan.

[Illustration: FIG. 49]

Si le plan est incliné (fig. 47 _bis_, page 57) la majeure partie du
fluide,--et celle-ci augmente en raison de l'inclinaison,--glisse sans
trop de difficulté sous le plan; l'autre, moins grande, est obligée
de remonter par-dessus le plan, avec d'autant plus de peine qu'il est
plus incliné et de ce côté la pression augmente, tout en se
rapprochant du _bord d'attaque_ en proportion de l'inclinaison;
c'est-à-dire en proportion de la réduction de l'angle d'attaque.

[Illustration: FIG. 50]

[Illustration: FIG. 51]

Mais, si, de cette façon, le centre de pression a quitté le centre du
plan _cp_ (fig. 48, page 58), pour se rapprocher du _bord d'attaque_,
et se fixer par exemple en _c'p'_ à cause de l'inclinaison du plan, le
centre de gravité ne s'est pas déplacé, lui; il reste au centre du
plan et celui-ci se trouve dès lors sollicité par deux forces agissant
en sens contraire, qui tendent à le faire basculer et le ramener en
position orthogonale par rapport à sa direction.

La marche du plan sustentateur en position oblique manque donc
essentiellement de _stabilité longitudinale_. C'est pour cela que la
Nature a doté les oiseaux d'une queue et qu'il faut imiter ce
dispositif dans la construction de l'aéroplane.

On ajoute à son plan, ou ses plans porteurs, un _plan stabilisateur_
généralement placé à l'arrière de l'appareil qui joue le rôle de la
queue de l'oiseau en empêchant la surface portante de basculer, par un
équilibrage automatique des forces qui la sollicitent.

[Illustration: FIG. 52

Schéma d'aéroplane biplan, en plan et en élévation de profil.]

Grâce à ce dispositif, représenté en schéma par les figures 49 et 50,
on voit que si l'angle d'attaque est petit (environ 6°, fig. 49), le
plan stabilisateur placé loin en arrière du plan de sustentation,
auquel il est relié par un châssis rigide, rencontre dans l'air un
minimum de résistance par suite de cette grande inclinaison vers
l'horizontale (pp. 58 et 59).

[Illustration: FIG. 54]

[Illustration: FIG. 55]

[Illustration: FIG. 56]

Tandis que si l'angle d'attaque du plan de sustentation augmente (fig.
50, p. 59), le plan stabilisateur, abaissé par sa liaison rigide avec
le plan de sustentation, rencontre alors dans l'air une résistance
dont la pression le remonte. Il combat victorieusement l'effet des
forces CG (centre de gravité; pesanteur) et _c'p'_ (centre de
pression, force soulevante) qui tendent à faire basculer le plan de
sustentation, parce qu'il agit très en arrière de ce plan avec un
effort de levier irrésistible.

[Illustration: FIG. 53

Schéma d'aéroplane, monoplan _Blériot_, plan et élévation de profil.]

On conçoit que le même principe assure la même correction en sens
contraire (fig. 51, p. 59).

Les figures 52, page 60, et 53, page 62, montrent comment ces
dispositions sont réalisées dans les aéroplanes biplan et monoplan
français.

[Illustration: FIG. 57]

Ainsi, les plans stabilisateurs donnent aux aéroplanes la stabilité
longitudinale qui leur est nécessaire, comme sa queue la donne à
l'oiseau.

[Illustration: FIG. 58

SCHÉMA DU BIPLAN WRIGHT.--_SP_, surfaces portantes; _PS_, plans
stabilisateurs avant, gouvernail de profondeur; _G_, gouvernail de
direction latérale.]

Sir Georges Gayley dès 1809 (Nicholson Journal), avait entrevu ce
phénomène, que Pénaud expliqua dès 1872 et que J. Pline, en 1855,
avait aussi démontré par l'expérience avec ses petits planeurs en
papier découpé. Le capitaine Ferber et V. Tatin ont fait ressortir
l'un et l'autre l'importance considérable du plan stabilisateur dans
l'aéroplane.

[Illustration: FIG. 59

SCHÉMA DU BIPLAN WRIGHT, élévation de profil.--_G_, gouvernail de
direction latérale; _H_, hélices; _SP_, surfaces portantes; _PS_,
plans stabilisateurs avant, gouvernail de profondeur.]

[Illustration: FIG. 60

SCHÉMA DU BIPLAN SANTOS-DUMONT Nº 14 _bis_, élévation de
profil.--_PS_, plan-cellule de stabilisation avant; _L_, corps en
fuselage; _SP_, plans stabilisateurs cellulaires; _H_, hélice à
l'arrière.]

«Quand on prend, dit le premier, un aéroplane sans moteur, bien
centré, et qu'on le lance d'un point élevé sans vitesse, il fait une
abatée presque verticale jusqu'à ce qu'il ait atteint sa vitesse de
régime. À ce moment il se relève, conserve une vitesse uniforme et se
meut enligne droite (figure 54, p. 61). S'il est moins bien centré, il
se relève davantage, perd de sa vitesse et, pour la retrouver, fait
une nouvelle abatée. Il en résulte des escaliers et un léger tangage
(figure 55, p. 61). Enfin, s'il est mal centré, il se relève
verticalement et perd toute sa vitesse. L'aéroplane recule alors et,
suivant que sa queue est prise par-dessus ou par-dessous, il _boucle
la boucle_ ou pique du nez pour recommencer plus bas une manoeuvre
semblable (fig. 56, page 61).

[Illustration: FIG. 61

CROQUIS DU BIPLAN SANTOS-DUMONT Nº 14 _bis_, perspective.--_S P_,
plans sustentateurs cellulaires; _P S_, plan-cellule de stabilisation
avant.]

«Ces trajectoires sont des types que l'on retrouve partout, et au bout
de quelque temps d'observation on s'aperçoit que l'on peut reproduire
à volonté l'une quelconque d'entre elles, soit par le déplacement du
centre de gravité, soit par l'orientation de la queue.»

[Illustration: FIG. 62

Schéma en élévation, vue de face, du même biplan montrant la
disposition en V très ouvert des plans sustentateurs.]

«... Quand l'aéroplane est muni d'un moteur, les mêmes trajectoires
se produisent, il peut simplement s'en produire un type nouveau. Quand
il y a excès de force, on observe une trajectoire ascendante ayant sa
concavité tournée vers le ciel (figure 57, p. 63).

[Illustration: FIG. 63

PLAN-SCHÉMA DU BIPLAN SANTOS-DUMONT Nº 14 _bis_.--_P S_, plan-cellule
de stabilisation avant; _S P_, plans sustentateurs.]

«Arrivé en un point B, où l'action de la pesanteur domine de plus en
plus celle de l'hélice, la vitesse horizontale diminue avec rapidité
et l'aéroplane se retrouvant dans le cas des figures précédentes
commencera une abatée pour retrouver sa vitesse perdue.

«La queue fixe intervient dans tout ceci comme organe de la plus haute
importance, en déterminant la stabilité de l'angle d'attaque. Elle est
d'autant plus active naturellement qu'elle est plus longue[18].»

         [Note 18: FERBER. _L'Aviation_, pp. 9-12.]

V. Tatin signale que certains expérimentateurs ont tenté de mettre le
plan stabilisateur à l'avant. C'est le cas du biplan des frères Wright
(fig. 59) et cette disposition est encore plus apparente dans le
premier aéroplane, le 14 _bis_ essayé en juillet 1906 à Bagatelle, par
Santos-Dumont (fig. 60, p. 64).

En ce cas, le stabilisateur avant est un véritable _gouvernail de
profondeur_. Mais s'il joue un rôle stabilisant analogue à celui de la
queue de l'oiseau, c'est d'une manière inverse et non automatique: _il
faut le manoeuvrer_, l'avoir en main comme le guidon d'une bicyclette
et ses effets, s'ils ont l'avantage d'être extrêmement prompts,
présentent en revanche l'inconvénient d'une brutalité dangereuse. Des
aviateurs extrêmement habiles, comme le sont les frères Wright,
peuvent préférer ce mode de stabilisation à cause de sa vigueur même,
et aussi parce qu'il est sans cesse sous les yeux du pilote. On ne
peut nier que les élèves des Wright, notamment M. Tissandier, et
surtout le comte de Lambert, ont fait merveille avec ce dispositif.
Mais il est évidemment moins rationnel que la stabilisation arrière
presque uniquement indiquée par la Nature.

[Illustration: FIG. 64

SCHÉMA DU BIPLAN VOISIN-FARMAN.--_Gp_, gouvernail de profondeur avant;
_F_, avant du fuselage; _S P_, plans sustentateurs; _Pi_, pilote; _M_,
moteur; _H_, hélice; _P S_, plans stabilisateurs arrière; _Gd_,
gouvernail de direction latérale.]

La queue stabilisatrice se combine d'ailleurs avec un gouvernail de
profondeur, placé soit à l'avant comme dans le type de biplan
Farman-Voisin (fig. 64, page 67), soit à l'arrière comme dans le
monoplan de Blériot (fig. 53, page 62), où il est constitué par les
volets mobiles qui se trouvent de chaque côté du plan stabilisateur
arrière, en _a' a'_.

[Illustration: FIG. 65

PLAN ET ÉLÉVATION SCHÉMATIQUES DU MONOPLAN THÉORIQUE RATIONNEL DE
TATIN.--_S P_, plan sustentateur; _H_, hélice; _P S_, plan
stabilisateur; _G L_, gouvernail de direction latérale.]

Dans sa remarquable étude sur l'aviation[19], V. Tatin précise les
conditions dans lesquelles la stabilisation longitudinale des
aéroplanes s'exerce avantageusement.

         [Note 19: V. TATIN. _Éléments d'aviation_.]

Il fait observer que si les oiseaux qui volent le mieux n'ont pas une
queue très longue et très ample, c'est parce que la rapidité de leur
vol en serait ralentie mais qu'ils suppléent à la réduction de
stabilité longitudinale automatique qui en résulte par la promptitude
et la vigueur des mouvements et des inclinaisons qu'ils donnent à leur
queue en des réflexes si subits qu'ils sont assurément instinctifs et
non raisonnés.

L'aviateur n'est pas doué de ces réflexes et ne pourrait, en outre,
commander un mouvement mécanique aussi vite que l'oiseau exécute
instinctivement un rétablissement d'équilibre par un déplacement de sa
queue (il combine par surcroît ces mouvements postérieurs avec des
mouvements de la tête, du cou, des ailes et du corps).

Pour ces divers motifs, il est nécessaire que l'aéroplane soit muni
d'une longue queue stabilisatrice, ou plutôt d'un plan stabilisateur
pour que ses plus légers déplacements produisent de grands effets.

Plus la queue se trouve éloignée du plan sustentateur, plus les
oscillations verticales, auxquelles l'aéroplane est exposé, sont
forcées de rester amples. Elles sont alors par conséquent ralenties;
ce qui en facilite la correction à l'aviateur-pilote, soit par la
manoeuvre du gouvernail de profondeur, soit par toute autre commande
jugée convenable des organes de l'appareil.

Il importe, dit Tatin (et la pratique semble justifier son
affirmation), que le plan stabilisateur n'ait aucune inclinaison par
rapport à la direction de la marche (ce qui n'est pas le cas du plan
sustentateur[20], dont le bord antérieur est relevé pour attaquer
l'air sous l'incidence prévue).

         [Note 20: Tout aéroplane est construit pour marcher avec un
         angle d'attaque déterminé par son constructeur; cet angle de
         marche normal est donc connu et le plan stabilisateur peut
         être orienté de façon à se trouver parfaitement horizontal
         quand l'aéroplane marche avec son angle d'attaque normal.]

De cette façon il reste neutre et la résistance de sa pénétration
dans l'air est réduite au minimum. Elle augmente, au contraire, dès
que l'angle d'attaque du plan sustentateur s'agrandit ou se réduit et
ramène automatiquement cet angle à sa grandeur normale.

[Illustration: FIG. 66

PLAN-SCHÉMA DU BIPLAN THÉORIQUE RATIONNEL D'APRÈS TATIN.--_S P_, plans
sustentateurs; _P S_, plans stabilisateurs arrière.]

V. Tatin préconise entre le plan stabilisateur et le plan sustentateur
une distance à peu près égale à la dimension de l'envergure. Il
conseille de le placer à la même hauteur que le plan sustentateur et
même un peu plus haut pour faciliter le relèvement de l'avant de
l'aéroplane à l'atterrissage.

Enfin, il rappelle que ce plan doit être, comme le plan de soutènement,
plus large que profond, et sans courbure antéro-postérieure, «puisqu'il
est destiné à être choqué par l'air sur l'une ou l'autre de ses faces»;
c'est-à-dire par-dessous ou par-dessus. Suivant son estimation, la
surface de ce plan peut être égale au quart de celle du plan de
sustentation, et l'on ne doit pas la compter comme portante.

[Illustration: FIG. 67

BIPLAN THÉORIQUE RATIONNEL D'APRÈS TATIN, élévation de profil.--_S P_,
plans sustentateurs ayant un angle d'attaque déterminé; _P S_, plans
stabilisateurs _sans angle d'attaque_ et relevés.]

[Illustration: FIG. 68

Croquis perspective du monoplan théorique rationnel, d'après Tatin.]

«L'importance de la disposition à employer pour la queue d'un
aéroplane, dit V. Tatin, est telle qu'on peut hardiment affirmer que,
de cet organe, dépendent à la fois la sécurité de l'équilibre et la
facilité de toutes les manoeuvres; on peut l'établir de telle façon
qu'on n'ait presque pas à s'en occuper en cours de route; il suffit,
pour cela, que sa distance et son inclinaison par rapport au plan
sustentateur soient bien celles qui conviennent à l'appareil[21].»

         [Note 21: V. TATIN. _Éléments d'aviation_, p. 31.]

Les croquis-schémas des figures 65 et 68, pages 68 et 71, montrent,
d'après les dessins de l'auteur, un monoplan construit suivant ces
données.

Un biplan établi sur les mêmes principes aurait l'aspect général des
schémas des figures 66 et 67, pages 70 et 71.

[Illustration: FIG. 69]

On voit que tous deux diffèrent notablement des monoplans et des
biplans de Blériot et de Farman-Voisin, qui sont les plus connus par
les résultats qu'ils ont permis.

Mais cette remarque n'infirme pas les données très rationnelles de V.
Tatin, puisque son type n'a pas été encore l'objet d'expériences
analogues.

L'éminent apôtre de l'aviation ajoute que la queue de stabilisation
longitudinale concourt d'une façon très notable à la stabilisation
latérale. Cette observation est encore parfaitement rationnelle.
Soucieux de cette dernière stabilité, il donne d'ailleurs aux surfaces
portantes de son type et même au plan stabilisateur arrière la forme
d'un V très ouvert, préconisée par le capitaine Ferber (figure 68, p.
71).


|Stabilisation transversale.--Virages.|

En air calme, la stabilité transversale des aéroplanes est
parfaitement assurée soit pour les monoplans, soit pour les biplans, à
cause de la grande envergure des surfaces portantes, même lorsqu'elles
sont parfaitement rectilignes comme dans les aéroplanes des types
Wright ou Blériot, ou si les surfaces portantes sont légèrement en V
très ouvert comme dans les types de biplan Ferber ou Farman et de
monoplan _Antoinette_ ou _Demoiselle_ de Santos-Dumont.

[Illustration: FIG. 70]

Dans sa précieuse étude sur _Le problème de l'aviation_, M. Armengaud
jeune, a exposé scientifiquement et d'une manière très claire, comment
par la disposition en T de leurs divers plans, les aéroplanes sont
difficilement renversables, même s'ils sont pris en travers par un
vent d'une certaine force.

Pour abréger, en n'entrant pas dans les détails de la démonstration de
cet éminent technicien, puisqu'il est facile de se reporter à son
étude, on peut se contenter de signaler le fait matériel qu'il met en
évidence:

«Dans le cas d'un plan _a, b, c, d_ (fig. 69, p. 72), se mouvant dans
le sens de la flèche M, si un vent transversal comme celui qui est
indiqué par la flèche V exerce son action sur ce plan, il basculera
d'autant plus facilement que le bras de levier _c o_ dont il subira
l'effort sera plus long.

[Illustration: FIG. 71]

Dans le plan trigone _a, b, c, d, e_ (figure 70, p. 73), au contraire,
la force c, dit M. Armengaud, aura à se composer avec celle qui agit
en _c_^1 centre de pression développé sur la portion caudale _e f_,
pression d'autant plus considérable que la tranche _e f_ est cinq ou
six fois plus longue que la tranche _a c_...», etc...

«Dans ces circonstances, la force perturbatrice du vent sera sinon
tout à fait neutralisée, du moins fort amoindrie et parviendra
d'autant plus difficilement à déranger l'équilibre qu'elle sera
dérangée par l'influence rectrice engendrée par les deux surfaces du
plan aviateur; influence d'autant plus énergique que la vitesse est
plus grande.»

La pratique confirme fort bien cette théorie. Néanmoins, si les
aviateurs semblent assez rassurés en ce qui concerne la stabilité
latérale des aéroplanes en marche rectiligne, ils ont toujours eu, en
revanche, grand souci des _virages_. Dans tous les types d'avions
qu'ils ont fait construire ou bâtis eux-mêmes, comme les frères Wright
et les frères Voisin, ils ont démontré cette présomption par les
dispositifs qu'ils ont imaginés pour faciliter ces virages et réduire
l'inclinaison latérale des appareils, qui en est la conséquence
normale.

[Illustration: FIG. 72]

[Illustration: FIG. 73]

On se rend fort bien compte de cette conséquence en examinant
l'_inégal travail_ de l'envergure dans l'opération du virage.

Il suffit, en effet, de regarder la fig. 71, p. 74, pour voir qu'en
décrivant, de gauche à droite, le quart de cercle _a b_, l'aéroplane C
D refoule par le côté gauche de sa surface portante C, beaucoup plus
d'air que par le côté droit D. Le côté C subissant ainsi, dans le même
espace de temps, un effet de pression beaucoup plus grand, se relève
en proportion de la vitesse et de la petitesse du rayon de la courbe
décrite.

[Illustration: FIG. 74]

Dans les conditions de la figure 71, pour peu que la vitesse ne soit
pas extrêmement réduite, le mouvement de bascule doit fatalement
tendre à renverser l'appareil.

Ce renversement est évité dans la pratique par les aviateurs lorsqu'ils
opèrent leurs virages sur de très larges espaces, en décrivant des
courbes encore bien moins accentuées que celles de la figure 72. Mais on
peut juger de la grandeur des courbes qu'il leur faut décrire par cela
seul qu'ils se plaignent d'être obligés de virer sans cesse pour évoluer
sur le champ d'expériences d'Issy-les-Moulineaux qui mesure 700 mètres
de largeur dans sa partie la plus étroite[22].

         [Note 22: La manoeuvre d'ailerons adaptés même aux biplans et
         l'audace d'inclinaisons excessives permettent aujourd'hui à
         quelques aviateurs des virages très courts; mais ce sont
         prouesses presque acrobatiques très imprudentes.]

Frappés de cet inconvénient du virage, bien plus sensible en aviation
que pour tous les autres moyens de locomotion, les frères Wright, dès
le début de leurs essais, se sont préoccupés d'y remédier, et ils y
sont parvenus dans une très large mesure par une déformation mécanique
des extrémités postérieures souples, des surfaces portantes de leur
biplan.

En gauchissant ces extrémités à volonté lorsqu'ils veulent virer, ils
obtiennent les résistances représentées par la figure 73, p. 75.

Comme dans la figure 71, l'aéroplane Wright décrit, de gauche à
droite, un arc de cercle indiqué d'ailleurs par la flèche V. Le
gauchissement de haut en bas des bords postérieurs du côté droit des
plans de soutènement crée une plus grande résistance qui se traduit
par une poussée de bas en haut sur ce côté droit D; poussée indiquée
par les flèches _d d_; et cette pression tend à remonter le côté droit
de l'aéroplane que le virage abaisse. En même temps, sur le côté
gauche C, le gauchissement réalisé en sens contraire de bas en haut,
crée une résistance en sens contraire, et la pression de cette
résistance, indiquée par les flèches cc, tendant à rabaisser le côté
gauche C, combat l'effet de la pression déterminée par le virage, qui
tendrait à faire remonter ce côté C.

Ainsi se produit une neutralisation plus ou moins complète du
phénomène normal qui, dans le virage, tend à faire basculer tout
aéroplane.

Blériot, dans son monoplan, obtient un effet analogue par la manoeuvre
d'ailerons articulés aux extrémités du plan sustentateur de son
appareil (figure 74, p. 76).

On a proposé et l'on étudie même aujourd'hui d'autres moyens d'obvier
aux inclinaisons latérales résultant des virages.

Les effets du _pendule_ et ceux du _gyroscope_ notamment séduisent
plus d'un chercheur.

Dans la suite de cette esquisse ces diverses solutions seront
examinées avec plus de détails.

En résumé, les stabilités longitudinale et latérale sont dès à présent
obtenues d'une façon déjà fort encourageante dans la pratique, puisque
des évolutions de toute nature ont été accomplies soit sur des
aérodromes, soit en pleine campagne ou sur mer par des aéroplanes
biplan et monoplan, à des altitudes, avec des vitesses et contre des
vents bien accentués.

[Illustration: FIG. 75

MONOPLAN BLÉRIOT.--_G_, gouvernail de direction latérale; _Ps_, plan
stabilisateur arrière; _gp_, gouvernails de profondeur ailerons; _P
S_, plan sustentateur; _H_, hélice.]


|Directions.|

[Illustration: FIG. 76

BIPLAN VOISIN, élévation de profil.--_gp_, gouvernail de profondeur
avant; _P S_, plans sustentateurs; _H_, hélice; _Ps_, plans
stabilisateurs arrière; _G_, gouvernail de direction latérale.]

Sans considérer ici longuement la question de la direction des
aéroplanes, puisqu'il faudra y revenir avec précision dans l'exposé de
la conduite pratique de ces appareils, il faut, néanmoins, pour
compléter les données élémentaires précédentes, signaler les organes
employés pour modifier les sens de marche des «plus lourds que l'air».

[Illustration: FIG. 77

BIPLAN TYPE VOISIN, PLAN SCHÉMATIQUE.--_gp_, gouvernail de profondeur
avant; _P S_, plans sustentateurs; _H_, hélice; _Ps_, plans
stabilisateurs arrière; _G_, gouvernail de direction latérale.]

[Illustration: FIG. 78

BIPLAN TYPE WRIGHT, élévation de profil.--_gp_, gouvernail de
profondeur avant; _P S_, plans sustentateurs; _G_, gouvernail de
direction latérale.]

Un gouvernail analogue à celui des navires et qui agit de la même
manière, réalise dans les aéroplanes comme dans les ballons
dirigeables, les changements d'orientation de marche des monoplans et
des biplans, comme ceux des engins à plus grand nombre de surfaces
portantes.

Ce gouvernail «de direction latérale» est une surface plane disposée
verticalement à l'arrière de l'aéroplane et mobile sur un axe
vertical, comme le gouvernail du bateau (fig. 75, 76, 77, 78 et 79,
pp. 78, 79, 80).

[Illustration: FIG. 79

BIPLAN WRIGHT.--_gp_, gouvernail de profondeur avant; _P S_, plans
sustentateurs; _pg_, partie gauchissable des plans sustentateurs; _H_,
hélices; _G_, gouvernail de direction latérale double.]

On pourrait aussi le placer à l'avant, mais il est moins encombrant à
l'arrière et sur les dispositifs munis d'une queue stabilisatrice, sa
position arrière, loin des plans sustentateurs, lui donne plus
d'efficacité parce qu'elle agit alors avec un plus grand bras de
levier.

Avec cet organe, on conduit l'appareil à droite ou à gauche, on le
fait tourner à volonté, décrire des arcs de cercle ou des
circonférences plus ou moins grandes. Mais, l'air, domaine des
appareils aviants, n'est pas comme la terre ou comme l'eau, «_une
surface_ de locomotion» pour l'aviateur; c'est «_un milieu_», dans
lequel il doit se diriger non seulement suivant l'horizontale, mais
encore suivant la verticale. Il n'a pas qu'à tourner à droite ou à
gauche: il lui faut aussi monter ou descendre, et l'on a vu
précédemment que ses évolutions dans le sens vertical sont commandées
par un «gouvernail de profondeur», placé soit en avant, soit en
arrière (type Blériot-monoplan) et qui sert parfois de plan
stabilisateur (type du biplan américain Wright).

Ce gouvernail de profondeur, complément indépendant du gouvernail de
direction horizontale, se compose, lui aussi, d'une surface plane
(parfois deux); mais elle est placée horizontalement et se meut autour
d'un axe horizontal, ou d'une genouillère qui lui permet de prendre
des inclinaisons encore plus variées par rapport à la ligne de
l'horizon.

Enfin, l'on a encore vu précédemment que l'angle d'attaque des
surfaces portantes d'une part, et la vitesse de la marche d'autre
part, sont des éléments de l'aviation qui ont leur effet sur les
déplacements du plus lourd que l'air dans le sens de la hauteur.

Si la vitesse, ou la grandeur, de l'angle d'attaque augmente,
l'aéroplane s'élève. En cas de diminution pour l'un de ces deux
facteurs, le résultat est inverse.

Enfin, la force du vent est aussi une influence dont il faut tenir
compte, puisqu'elle peut, en augmentant la pression sur les surfaces
portantes, si l'aéroplane marche contre lui, provoquer une ascension
de l'appareil.

Une récapitulation générale de toutes ces données peut se résumer
ainsi:

1º Avec l'angle d'attaque pour lequel il a été construit et avec sa
vitesse normale, l'aéroplane en air calme progresse horizontalement et
en ligne droite. Son gouvernail de direction latérale est alors
perpendiculaire à la ligne de l'horizon et son gouvernail de
profondeur rigoureusement horizontal.

2º Si des ondes de vent modifient accidentellement la stabilité
longitudinale de l'appareil, le plan stabilisateur réduit et corrige
les oscillations longitudinales produites (tangage). À défaut de queue
stabilisatrice agissant automatiquement, le gouvernail de profondeur,
actionné par l'aviateur, produit ces réductions et ces corrections.

3º Abstraction faite des oscillations accidentelles susdites[23], une
augmentation persistante de la vitesse du vent debout, augmente la
résistance rencontrée par l'aéroplane. Elle augmente, par conséquent,
la pression X qu'il exerce par sa progression et qui le soutient,
d'une pression supplémentaire X^1 (celle de la vitesse du vent) qu'il
subit et qui, venant en surcroît de la sienne, élève l'aéroplane.

         [Note 23: Le vent n'est pas un souffle _continu d'intensité
         constante_ comme le courant d'eau d'une rivière à cours
         régulier; c'est une sorte de houle dans laquelle des
         alternances d'intensité diverses se succèdent sans relâche.]

En ce cas, pour ne pas s'élever, il faut qu'il réduise son angle
d'attaque en faisant agir le gouvernail de profondeur, ou qu'il
réduise sa vitesse.

Après cette modification compensatrice, si le vent diminue ou cesse
plus tard, il devra faire une modification inverse pour revenir aux
conditions initiales de sa marche.

4º Si l'aviateur veut modifier sa direction horizontale, c'est-à-dire
aller à droite ou à gauche, rebrousser chemin ou décrire un cercle, le
gouvernail de direction latérale suffit pour ces évolutions.

Son action peut, en outre, corriger celle d'un vent latéral faisant
dériver l'avion et l'écartant de son but.

En provoquant un virage trop peu étendu, le gouvernail de direction
latérale détermine une inclinaison latérale de l'appareil qui résulte
de la différence des pressions exercées par les deux côtés des
surfaces portantes. Mais l'aviateur peut atténuer et neutraliser cet
effet par le gauchissement des surfaces portantes (système Wright),
par la manoeuvre d'ailerons mobiles (système adopté par Blériot) ou
par l'emploi d'autres influences compensatrices.

5º Pour monter ou descendre, l'aviateur fait agir le gouvernail de
profondeur qui impose à l'appareil des déplacements verticaux sans
modifier le régime normal de sa marche.

Il peut obtenir aussi les mêmes déplacements verticaux soit par la
modification de l'angle d'attaque, soit par la modification de la
vitesse.

En résumé, les moyens de diriger ne manquent pas. Ils sont plutôt trop
abondants, car ils ne simplifient pas la manoeuvre et l'on a déjà
cherché, avec plus ou moins de succès, comme on le verra dans la
description des principaux types d'aéroplanes, des systèmes de
jonction de commande, ayant pour but de réduire les manoeuvres du
pilote-aviateur au plus petit nombre possible d'actes et de
préoccupations.


|Force motrice.--Moteurs.|

L'oiseau et surtout les insectes qui volent, possèdent une force
prodigieuse par rapport à leur poids. L'observation de la Nature
enseigne ainsi que le rapport entre la force et le poids est une
condition absolue de l'aviation.

Le problème de la sustentation du plus lourd que l'air, même après les
belles études théoriques et pratiques du «vol plané», ne put donc être
résolu qu'à partir du moment où l'industrie de la locomotion
automobile parvint, de progrès en progrès, à fournir des moteurs
extrêmement légers quoique puissants.

Le moteur à pétrole, mieux dénommé: _moteur à explosion_, est
infiniment plus léger que le moteur à vapeur parce qu'il ne comporte
ni foyer, ni chaudière, ni l'énorme approvisionnement d'eau et de
charbon qui encombre nos locomobiles terrestres ou maritimes.

C'est un moteur réduit à l'organe qui produit la poussée du piston:
_le cylindre_, et aux pièces articulées qui transforment le mouvement
de va-et-vient de ce piston en un mouvement rotatif.

Un combustible extrêmement léger par rapport à la puissance qu'il
développe: l'essence de pétrole, est volatilisé dans une quantité
d'air déterminée pour former dans le cylindre un mélange explosif
(carburation)[24]. Une étincelle électrique enflamme ce mélange, comme
la capsule enflamme la poudre dans un fusil. L'explosion se produit et
chasse le piston, comme la déflagration de la poudre chasse la balle
ou l'obus dans le cylindre de la carabine ou du canon.

         [Note 24: D'autres carburants tels que l'acétylène, par
         exemple, pourraient remplacer l'essence de pétrole, et c'est
         pourquoi les moteurs utilisant des mélanges de gaz explosifs
         sont mieux dénommés moteurs à explosion que moteur à pétrole,
         quoique l'essence de pétrole soit encore exclusivement
         employée aujourd'hui comme carburant dans ces moteurs.]

On sait, par les voitures automobiles et par les motocycles, que ces
moteurs à explosion ne tiennent presque pas de place, et possèdent une
force considérable.

Le mouvement rectiligne de leur piston, transformé en mouvement
circulaire par des pièces articulées spéciales (bielles), fait tourner
un axe (arbre) qui est celui des roues dans les appareils roulants
(automobiles, motocycles) ou de l'hélice dans les bateaux et les
aéroplanes ou les dirigeables.

Cet _exposé schématique_ du principe des moteurs à explosion suffit
pour faire comprendre que la machine motrice qu'ils constituent est
réduite à la plus simple expression possible.

[Illustration: FIG. 80.--Moteur en V et hélice métallique.]

Quand l'explosion de l'air carburé (c'est-à-dire du mélange détonant
d'air et d'essence de pétrole volatilisée) a chassé le piston jusqu'à
l'une des extrémités du cylindre, il faut qu'il revienne en arrière
pour refouler et chasser les gaz brûlés par des orifices qui s'ouvrent
automatiquement; il faut encore que le piston reparte pour aspirer
derrière lui l'air et l'essence volatilisée qui fourniront une
nouvelle détonation; il faut enfin qu'il revienne encore une seconde
fois en arrière pour comprimer ce mélange détonant. Alors une seconde
inflammation, une seconde explosion se produisent, et le piston,
chassé une seconde fois avec force, exerce, par l'intermédiaire des
pièces articulées, un second effort de rotation sur l'axe ou arbre
moteur de l'hélice (si celle-ci est _calée_, c'est-à-dire fixée
directement sur cet arbre; ce qui est le cas le plus général).

Ainsi, la force de propulsion ne s'exerce qu'une fois par quatre
mouvements du piston; puisque, sur deux allers et deux retours, le
premier retour est employé à l'expulsion des gaz, le second aller à
l'aspiration du mélange détonant, et le second retour à la compression
de ce mélange avant l'allumage pour l'explosion suivante.

Une partie de l'élan donnée par l'explosion à un volant est utilisée à
produire ces trois mouvements, qui préparent l'explosion suivante. Il
y a donc ainsi une importante déperdition de la force engendrée par
l'explosion, et une suspension relativement très longue entre les
productions de forces, puisqu'elle atteint la proportion énorme de
3/4.

L'industrie automobile a depuis longtemps corrigé ces défauts en
composant des moteurs de deux, puis de plusieurs cylindres exerçant
leurs actions sur le même arbre. (Les groupes de ces cylindres sont
opposés, ou disposés en étoile, ou en V, pour l'aviation, fig. 80, p.
85).

Ces adjonctions augmentaient le poids total, mais elles ont permis, en
revanche, de réduire, puis de supprimer le volant,--pièce fort
lourde,--qui n'a plus été nécessaire lorsque l'arbre, par la
multiplication des détonations produites dans un même espace de temps,
n'a plus cessé d'être actionné un seul instant[25].

         [Note 25: L'hélice est d'ailleurs elle-même pour l'aéroplane
         une sorte de volant.]

L'augmentation du nombre des cylindres agissant sur un même arbre a
permis d'autres simplifications mécaniques allégeantes.

Le choix des matières métalliques a fait réaliser des économies de
poids non moins grandes. On a remplacé les métaux lourds, comme la
fonte, par de l'aluminium partout où la résistance de ce métal si
léger pouvait être suffisante. On a beaucoup diminué l'épaisseur des
cylindres, sans compromettre leur solidité indispensable, en les
construisant avec des aciers comme ceux, si résistants, qui servent à
la fabrication des armes de guerre et des cuirasses de navires.

En ce sens, d'amélioration en amélioration, on est arrivé à faire des
moteurs ne pesant que 2 kilogrammes, 1 kilog. 500 et même 1 kilogramme
par cheval-force.

L'allègement nécessaire a été de cette façon plutôt dépassé, car il
est démontré aujourd'hui par l'expérience que les moteurs dont le
cheval-force pèse 2 kilogrammes et même 2 kilogrammes 500, sont bien
assez légers pour l'aviation.

Il importe que la solidité, la résistance à l'usage et la régularité
ainsi que la longue durée du fonctionnement ne soient pas sacrifiées à
la légèreté.

En général, grâce au développement de la locomotion automobile, la
construction des moteurs s'est tellement perfectionnée, que presque
tous les moteurs sont excellents. Mais ces engins, véritables bijoux
de mécanique, ont une délicatesse extrême. L'allumage, le graissage,
l'échauffement, qui dilate trop les matières, l'encrassement des
soupapes, ainsi que nombre d'autres causes produisent dans le
fonctionnement de ces merveilles, des arrêts, ou _pannes_, encore trop
fréquents.

On considère l'aéroplane comme une sorte de cerf-volant soutenu en air
calme par la traction de sa corde. L'hélice, dans cette conception,
est la corde qui tire. Si elle cesse de tourner, l'aéroplane se trouve
dans la situation du cerf-volant tiré. Quand la corde casse: il tombe.

Cette appréciation, trop absolue, n'est pas exacte en matière
d'aviation. Bien construit, bien équilibré, l'aéroplane ne tombe pas,
en cas d'arrêt du moteur: _il descend_. Coupant l'allumage, et par
conséquent arrêtant le moteur, on descend aujourd'hui couramment en
vol plané de n'importe quelle hauteur, fût-ce de plus de 2.000 mètres
(Legagneux, Hoxsey, Paulhan, Chavez à Issy-les-Moulineaux, etc.)

Mais si l'arrêt du moteur ne compromet pas la vie du pilote et
l'appareil lui-même, lorsque cet arrêt se produit dans des conditions
favorables à la descente (plaine unie), il est bien évident, en
revanche, que, l'aviation n'ayant point pour but des évolutions
aériennes limitées aux champs d'expériences, il faut prévoir le cas où
l'arrêt mécanique se produirait lorsque l'avion surplombe une grande
étendue où la descente lui serait dangereuse, sinon fatale, telle
qu'une grande ville, une mer, une forêt, un large fleuve, une foule,
etc.

Les pannes, trop fréquentes, des moteurs ultra-légers légitiment les
critiques dont ils sont l'objet à ce point de vue. Néanmoins, il faut
reconnaître qu'elles tendent à se raréfier.

Nous sommes déjà bien loin, comme résultats, de l'époque, si récente
pourtant, où des parcours de quelques kilomètres, des sustentations de
quelques minutes étaient prouesses.

Nos aviateurs ont fait en plein pays des circuits fermés de grande
étendue et de longue durée. Blériot a traversé la Manche. Le comte de
Lambert, partant de Juvisy, est venu planer sur Paris, et tourner à
200 mètres au-dessus de la Tour Eiffel; puis il est reparti sans
escale pour revenir à son point de départ, où il est arrivé sans
aucune difficulté. Farman, à Pau, s'est maintenu 7 heures dans
l'espace couvrant une distance de 486 kilom.; Tabuteau l'a dépassé par
un aviat sans arrêt de 585 kil. 900. Des distances plus grandes ont
été depuis franchies avec escales, et les prouesses du _Circuit de
l'Est_ à cet égard sont encore dans la mémoire de tous. Ces exploits
ne sont pas exceptionnels, puisqu'ils ont été «approchés» nombre de
fois par d'autres aviateurs. Il est donc permis d'affirmer qu'avant
peu la question des _pannes_ de moteur, sera tout à fait résolue par
l'accouplement de deux moteurs se remplaçant automatiquement en cas
d'arrêt de l'un d'eux... ou même d'autre manière.

Les moteurs à explosion donnent actuellement une solution du problème
de l'aviation par leur combinaison avec l'étude des surfaces
portantes, mais il est déjà permis de prévoir que d'autres propulseurs
pourront remplacer les moteurs à explosion.

En attendant ces progrès plus que probables, il convient donc de
motiver le choix du moteur en tenant compte du type de l'aéroplane et
de ses caractéristiques; l'ensemble constituant une sorte d'organisme,
dont le fonctionnement exige une harmonie parfaite.

Suivant son poids, l'étendue de ses surfaces portantes et leur
disposition, son angle d'attaque, ses modes de stabilisation et de
direction, etc..., etc..., l'aéroplane, monoplan ou biplan, implique
l'emploi d'une force motrice différente, produite de telle ou telle
manière, par tel ou tel dispositif.

V. Tatin, dans ses _Éléments d'aviation_, a fort bien défini le
travail que doit fournir un moteur d'aéroplane en tenant compte du
poids total de l'avion, de son moteur, de ses accessoires, de son
approvisionnement et de son pilote.

La force du moteur doit être suffisante pour soutenir plus que ce
poids par l'action de l'hélice sur l'air calme.

Mais, l'aéroplane doit, en outre, progresser. Il lui faut donc un
supplément de force pour cette progression et ce supplément n'est pas
quelconque: il résulte de l'angle d'attaque et de la construction même
de l'avion, car, si les surfaces portantes et stabilisatrices, les
divers organes, le corps de l'appareil, son châssis de lancement et
d'atterrissage, etc..., etc..., sont bien équilibrés et bien établis,
ils offriront infiniment moins de résistance à l'avancement que s'ils
sont mal combinés et mal exécutés.

Transmise à l'hélice, la force motrice subit, comme on le verra plus
loin, une déperdition, une sorte de déchet qui résulte du mode de
travail de cet organe.

Il engendre une déperdition analogue au recul des armes à fou, dont on
tient compte en balistique et qu'il ne faut pas négliger dans
l'appréciation du rendement d'une hélice. Cette déperdition, dénommée
«recul de l'hélice» pour le motif précité, s'ajoute au déchet propre à
l'hélice (déchet qui varie suivant le modèle de l'hélice) et forme un
total que le moteur doit ajouter aux résistances qu'il lui faut
surmonter.

La force motrice à développer pour provoquer l'essor de l'aéroplane
est plus grande que celle de son régime normal de marche. Il est donc
indispensable de prévoir cet excès de puissance sans laquelle l'avion
ne parviendrait pas à quitter le sol.

Tout virage, en cours d'aviation, engendre encore un supplément de
résistance qui doit être dans les moyens du moteur pour que le virage
ne se transforme pas en descente. La Nature donne, d'ailleurs,
l'exemple de ce fait par le vol des oiseaux qui descendent en
décrivant des courbes, ou même des cercles, par économie d'effort,
quand la configuration plane et dénudée du point d'atterrissage vers
lequel ils tendent le leur permet.

L'aviateur est obligé de prévoir un autre supplément de force motrice
pour élever son avion a fin de franchir des obstacles tels que: hauts
arbres, monuments, collines... sans parler des reliefs montagneux
élevés sur lesquels il est dès à présent appelé à planer, et sans
parler des brouillards et des nuages bas placés dans l'atmosphère,
qu'il lui pourra être avantageux de surmonter dans des circonstances
de voyage ou de perturbations atmosphériques particulières.

Toutes ces exigences réunies, combinées ou totalisées selon leur
nature, constituent la somme de force motrice propre à chaque
aéroplane. Le calcul permet de l'évaluer approximativement;
l'expérience achève de la préciser et l'on prévoit déjà que les petits
tâtonnements actuels seront dans peu d'années supprimés par des
données mathématiques éprouvées.


|L'Hélice.|

Adaptée à l'aéroplane, l'hélice agit comme une vis en pénétrant dans
l'air, soit pour tirer l'avion, si elle est en avant, soit pour le
pousser, si elle est placée en arrière.

Ces deux modes ayant donné jusqu'ici des résultats fort brillants, on
ne peut guère préconiser l'un au détriment de l'autre; il convient
d'ajourner les appréciations à leur égard.

Par son bord d'attaque tranchant, la branche de l'hélice pénètre
facilement dans l'air, mais son plat, vivement déplacé, exerce sur le
fluide une pression ou,--ce qui revient au même,--rencontre une
résistance, point d'appui qui détermine sa progression.

Une hélice est essentiellement un organe qui transforme le mouvement
de rotation du moteur en un mouvement de progression dans le sens de
son axe.

Dans tous les cas, si, comme on l'a signalé précédemment, l'hélice se
visse dans l'air littéralement, soit pour tirer, soit pour pousser, et
fait avancer ainsi l'arbre auquel elle emprunte son mouvement, ce
n'est pas exactement en avançant à chaque tour complet d'une quantité
égale à l'amplitude de son _pas_.

Dans une véritable vis, la distance qui sépare une spire de l'autre
constitue _le pas_ et représente la quantité de la progression à
chaque tour complet. Ainsi une vis dont les spires sont écartées de 1
millimètre, avance d'un millimètre à chaque tour complet qu'on lui
fait exécuter.

L'hélice du navire et surtout celle de l'aéroplane ne se comportent
pas exactement de la même manière, parce que les milieux fluides dans
lesquels toutes deux pénètrent sont essentiellement mobiles.

L'eau, et surtout l'air, glissent sous la pression de l'hélice; ils
cèdent et sont refoulés, tandis que les solides, fer ou bois, dans
lesquels pénètre la vis ne glissent pas.

La trop faible résistance de l'air est donc, pour la progression, une
cause de déchet proportionnelle à la vitesse de rotation et à
l'étendue de la surface des plats de l'hélice.

Plus l'hélice est grande, plus grande est aussi la quantité d'air sur
laquelle elle agit dans un même espace de temps; et plus grande est,
par conséquent, la résistance qu'elle rencontre; plus grand est le
point d'appui qu'elle trouve dans le milieu fluide pour progresser.
Mais la vitesse de la rotation de l'hélice décroît forcément à mesure
qu'on agrandit ses dimensions, et cette décroissance met vite une
limite au diamètre et au pas des grandes hélices.

Inversement, moins une hélice est grande, plus sa vitesse de rotation
peut s'accélérer. Or, cette accélération de la vitesse augmente, en
les multipliant, les points d'appui que l'hélice peut prendre sur le
fluide en progressant et, par l'augmentation de la vitesse, une hélice
réduite et de pas réduit augmente sa traction ou sa propulsion. Mais,
la résistance de la matière, bois ou métal, met aussi bientôt une
limite à la vitesse de rotation des petites hélices, car la force
centrifuge les brise.

Dans la dimension des hélices comme dans leur vitesse de rotation il y
a donc des maxima qui ne sauraient être dépassés actuellement.

Aucun terme moyen n'a jusqu'à présent démontré sa supériorité. Les
grandes hélices à grand pas ont leurs partisans et les hélices petites
à pas réduit ont aussi les leurs. Néanmoins il y a une tendance,
dictée par l'expérience, en vertu de laquelle les rotations de 1.500
tours, et même plus, à la minute sont de moins en moins goûtées. Mais
il y a une considération qui domine les préférences, c'est
l'accommodation du propulseur à l'aéroplane. Tel dispositif de
monoplan exige l'emploi d'une hélice réduite à rotation rapide, et tel
biplan ou triplan l'emploi d'hélices plus grandes, plus lentes, mais
de pas plus étendu.

[Illustration: FIG. 81.--Hélice en bois à deux pales.]

En bois ou en métal, les hélices de dimensions restreintes, mais à
rotation rapide sont plutôt employées sur les monoplans et placées en
avant des surfaces portantes où elles tirent l'appareil. Il n'y en a
généralement qu'une.

[Illustration: FIG. 82

SCHÉMA EN PLAN ET EN ÉLÉVATION-PROFIL DU FUSELAGE DU MONOPLAN
ANTOINETTE.--_A A_, longerines ou longerons; _E E_, entretoises.]

Les hélices plus grandes, dont la rotation ne saurait être aussi
prompte que celle engendrée par les moteurs à explosion exigent
l'emploi d'un organe spécial: un _démultiplicateur_, critiqué à divers
titres, mais indispensable. On les place plutôt derrière les surfaces
portantes des biplans ou autres multiplans, soit dans le bâti qui
relie les surfaces portantes au plan stabilisateur et au gouvernail
latéral, lorsqu'il n'y en a qu'une, soit de chaque côté de ce bâti
quand on en utilise deux. En ce dernier cas, elles se vissent dans
l'air l'une de gauche à droite et l'autre de droite à gauche; elles
tournent par conséquent en sens contraire.

[Illustration: FIG. 83

BIPLAN FARMAN.--Schéma du corps de l'appareil et de la nacelle; _N_,
nacelle formée de longerines et d'entretoises; _C_, corps ou _bâti_ de
l'appareil formé de plus grandes longerines _l_ et d'entretoises _e_.]

Une seule hélice tournant avec rapidité tend à entraîner l'ensemble du
système aérien dans son mouvement giratoire, et cette influence est
assez forte pour faire incliner parfois l'aéroplane du côté où la
rotation se produit. Néanmoins, la grande envergure de presque tous
les avions restreint assez l'effet de cette influence pour la rendre
négligeable, mais elle s'accentue dans les virages si la rotation de
l'hélice est trop rapide (effet gyroscopique).

Avec deux hélices tournant en sens contraire, mais avec une égale
vitesse, l'équilibre est plus parfait. En revanche une inégalité de
marche, et à plus forte raison l'arrêt d'une des hélices, expose
l'aviateur et son appareil à un renversement plus ou moins brusque, ou
même subit, de l'appareil qui peut être fatal à tous deux. Cet
accident s'est produit sur un biplan de Wright. Il a grièvement blessé
Orville Wright et causé la mort du lieutenant américain Selfridge qui
l'accompagnait.

On peut, il est vrai, remédier à cette éventualité par une disposition
mécanique telle que l'arrêt d'une des deux hélices, ou sa rupture,
entraînerait l'arrêt de l'autre, automatiquement.

Quant au nombre des palettes, l'expérience a démontré, comme la
théorie, qu'il devient trop grand lorsque les effets de compression de
l'air produits par l'une des palettes se fait sentir sur une autre.
Or, ces effets dépendent aussi de la forme des palettes, de leur
étendue, de leur disposition et de la vitesse de rotation. On peut
dire toutefois que dans la majeure partie des cas les meilleurs
rendements sont fournis par des hélices à deux branches, et que ce
type est le plus fréquemment adopté.


|La construction de l'aéroplane.--Son corps.|

|Ses moyens de départ et d'atterrissage.|

Par les diverses considérations précédentes, on a vu que l'aéroplane
est un ensemble dont toutes les parties doivent être conçues les unes
pour les autres, et non pas indifféremment les unes des autres.

Le _corps_ de l'appareil n'échappe pas à cette condition d'harmonie
essentielle.

Il doit d'abord relier aux surfaces portantes,--qu'elles soient de
monoplan ou de polyplan,--les surfaces accessoires, que l'on pourrait
appeler «dirigeantes», pour les englober à la fois dans une seule
désignation générale; à savoir: le plan stabilisateur, le gouvernail
de direction latérale et le gouvernail de profondeur; tous organes qui
se trouvent à diverses distances des surfaces portantes, à l'avant et
à l'arrière de l'aéroplane.

En raison des efforts de leviers exercés par ces parties dirigeantes
sur les surfaces portantes, il est bien évident que le corps de
l'aéroplane doit être au moins aussi solide que les plans
sustentateurs. Mais, il lui faut, en outre, un surcroît de robustesse
parce qu'il doit porter le moteur, le pilote, des passagers si la
puissance de l'aéroplane le permet; enfin les approvisionnements
d'huile, d'essence et les instruments de conduite, ainsi que les
accessoires de lancement et d'atterrissage.

Dans la plupart des aéroplanes ce corps est constitué par des
longerines ou longerons, en bois ou en acier, reliés entre eux par des
entretoises (fig. 82 et 83, pages 94 et 95), qui forment un tout
relativement très léger, mais rigide, robuste et indéformable.

Parfois ce corps est distinct d'une sorte de nacelle qui renferme le
pilote, le moteur, les organes de commande de l'avion et les
approvisionnements (figure 83). Mais toujours, autant que possible,
l'ensemble est fusiforme et plus effilé à l'arrière qu'à l'avant.

[Illustration: FIG. 84

CONSTRUCTION DE LA CHARPENTE D'UNE SURFACE PORTANTE D'AÉROPLANE
(monoplan).--_LL_, longerons transversaux; _BB_, longerons formant
bordure; _tt_, traverses longitudinales; _t_, l'une de ces traverses
en coupe longitudinale.]

Actuellement, on ne saurait donner une indication générale plus
détaillée des corps d'aéroplanes, parce qu'ils sont trop variés et
n'ont pas encore assez démontré leurs supériorités ou leurs défauts.

L'expérience apprendra si telle disposition est plus avantageuse que
telle autre. Pour le moment, ce qui est bien évident, c'est qu'il
importe de réduire au minimum possible le nombre et l'étendue des
surfaces qui, dans ces bâtis, peuvent faire obstacle à l'avancement de
l'avion dans l'espace.

Il semble, au premier abord, qu'une carcasse aussi simple, aussi
légère, que celle de la plupart des aéroplanes ne constitue pas un
obstacle notable à la progression de l'appareil dans l'air. Cependant,
si l'on additionne les faibles surfaces des longerons, des
entretoises, et des haubans aux fils d'aciers qui s'ajoutent souvent à
ces pièces pour les consolider, on constate qu'ils atteignent parfois,
réunis, une étendue en surface relativement très importante.

Il ne faut pas oublier que le moindre plan orienté perpendiculairement
au sens de la marche,--et les entretoises sont particulièrement dans
ce cas,--fait une résistance considérable à l'avancement. À ce point
de vue, un simple fil n'est pas négligeable. Sa résistance n'est pas
seulement proportionnelle à sa longueur, à son diamètre, à son
orientation, mais encore aux vibrations qui lui sont imprimées par
l'air et par la rotation du moteur, car ces vibrations augmentent en
quelque sorte son diamètre.

Dans la construction du corps de l'aéroplane et de sa nacelle, si ce
corps compte une nacelle, les pièces ne doivent pas être calculées
sans souci de l'obstacle qu'elles présenteront à la résistance de
l'air. Cette préoccupation nécessaire peut amener à remplacer un fil
par une pièce rigide de force égale, mieux orientée ou à section
pénétrante par rapport au sens de la marche de l'avion.

Quelques constructeurs, soucieux de réduire cette résistance,
conçoivent le corps de leurs appareils recouverts d'étoffes bien
tendues et vernissées. Dès essais comparatifs seraient nécessaires
pour établir la supériorité de cet enveloppement car, si la résistance
à l'avancement des pièces, de la charpente du corps est ainsi
supprimée, l'étoffe tendue, et même vernissée, constitue à son tour
une autre résistance qui peut être inférieure mais aussi égale ou
supérieure à celle des pièces de la charpente qu'elle masque.

Le pilote, le moteur et tous les accessoires ont également des
surfaces qui sont obstacles et que l'on souhaiterait théoriquement de
pouvoir réduire à l'état de «lame de couteau». Latham, dans le corps
de son monoplan _Antoinette_, est à demi enveloppé par le corps de
l'appareil. V. Tatin, dans le type d'avion qu'il a préconisé et que
nous avons reproduit page 71, figure 68, assied le pilote dans le
corps enveloppé de son monoplan, de telle sorte que sa tête seule
dépasse le fourreau de la nacelle.

Bien que ce dernier dispositif soit très rationnel, il faut
d'ailleurs reconnaître qu'il ne tente pas tous les aviateurs
actuels... et cela se conçoit. À l'atterrissage, le pilote préfère
pouvoir sauter, s'il y a lieu, hors de son «baquet».

À l'égard des surfaces portantes et des surfaces directrices
(gouvernail et plans stabilisateurs), l'enveloppement est au contraire
devenu de règle générale.

Sur deux ou trois longerons transversaux (par rapport à la marche)
comme ceux qui sont indiqués dans la figure schématique 84, on dispose
des traverses longitudinales effilées aux deux bouts, mais plus fortes
à l'avant qu'à l'arrière, qui forment le squelette de la surface
portante.

Ces pièces, allégées autant que possible par évidements, sont
assemblées de manière à ne former aucun relief extérieur et
recouvertes des deux côtés d'étoffes, collées, clouées ou cousues, de
façon à supprimer autant que possible toutes les saillies.

Par surcroît on vernit les étoffes extérieurement.

Les mêmes soins de construction, d'assemblage, de revêtement, sont
appliqués aux surfaces directrices: gouvernail de profondeur, plan
stabilisateur et gouvernail de direction latérale; de telle sorte que
de la perfection de l'exécution résulte la facilité de pénétration
dans l'air de l'ensemble du système.

Quant aux matières employées pour ces constructions, elles sont encore
fort variées. Toutefois le bois, notamment le bambou, les tubes et les
fils ou les câbles d'acier, souvent combinés, sont adoptés de
préférence par presque tous les constructeurs.

       *       *       *       *       *

Tout aéroplane ayant besoin de posséder une certaine vitesse de marche
et de subir par cette vitesse une pression de l'air assez forte pour
le soulever, il est évident que son essor, son «envol», exige un
lancement préalable.

On peut obtenir ce lancement par un glissement s'accélérant sur un
plan incliné (plancher, piste, rails ou câble), ou par une projection
brusque comme celle que détermine la chute d'un poids considérable.
Ces genres de lancement, qui sont ceux qu'employèrent exclusivement au
début les frères Wright, devant être sommairement exposés plus loin,
lors de l'analyse de leur appareil, il convient de se dispenser ici de
les examiner, pour abréger.

[Illustration: FIG. 84 _bis_]

Presque tous les aéroplanes français opèrent leur lancement en roulant
sur le sol.

L'hélice propulsive ou tractive, mise en mouvement, provoque aussitôt
la marche de l'avion. Il part: sa vitesse de roulement s'accélère et
l'appareil s'allège, en quelque sorte, par la résistance de l'air sur
ses plans sustentateurs convenablement orientés, jusqu'au moment où,
de lui-même, ou par une manoeuvre du gouvernail de profondeur dirigé
dans le sens du relèvement, il s'enlève.

Cette manoeuvre a le défaut d'exiger une étendue plane, pour le
roulement de lancement, qui ne se trouve pas partout.

Suivant les appareils, moins de cinquante mètres, ou quelques
centaines de mètres de terrain plat suffisent aux monoplans et
polyplans pour leur lancement.

Il est facilité par une orientation contre un vent horizontal et _à
fortiori_ contre un vent ascendant comme celui qui remonte une pente
(cas des départs de Lilienthal).

[Illustration: FIG. 85

Type de châssis de roulement placé au-dessous et en arrière de
l'hélice et du moteur sous le siège du pilote.]

En revanche, il devient impossible ou très difficile sur un sol trop
accidenté, trop vallonné; sur une route mal orientée par rapport au
vent régnant; dans un creux trop étroit pour qu'on en puisse utiliser
les pentes, etc.

Mais si l'on ne rencontre pas toujours et partout un sol propice au
lancement d'un aéroplane par roulement accéléré, les espaces plats où
ces roulements sont praticables ne sont du moins pas rares.

Sur deux roues, trois, quatre, cinq ou même six roues, l'aéroplane
repose et ces roues sont aussi réduites, aussi légères que possible,
pour ne pas charger l'appareil.

Il faut néanmoins leur laisser un diamètre suffisant (voisin de 0 m.
50) pour franchir des sillons, des ornières ou des bossellements du
terrain de quelque importance.

Montées en tension comme les roues de bicyclettes et munies de
pneumatiques, ces roues sont par surcroît fixées à des pièces
articulées maintenues par des ressorts ou des freins amortisseurs de
chocs d'une grande puissance.

S'il faut, en effet, que le roulement de lancement puisse s'effectuer
au besoin sur un sol assez raboteux, comme ceux qui existent «en plein
champ», il importe encore davantage qu'à l'instant critique de
l'atterrissage le «train de roulement» de l'aéroplane ne soit pas
brisé ou faussé dans un contact trop brusque avec le terrain.

On place donc, en général, les roues des aéroplanes assez loin du
corps de l'avion ou de la nacelle pour que les organes amortisseurs de
choc aient une «course» étendue et le système de liaison des roues aux
pièces articulées portant les amortisseurs leur permet, en outre, de
s'orienter instantanément, d'elles-mêmes, en tous sens, d'une manière
analogue à celle des roulettes de meubles.

Les figures 84 _bis_ et 85 montrent deux dispositifs de ce genre.
Celui de la figure 85 est empruntée à un aéroplane de Farman. Il est
placé directement au-dessous du siège du pilote, en arrière du moteur
et de l'hélice. Celui de la figure 84 _bis_ est le dispositif de
roulement amortisseur du monoplan Blériot, placé après l'hélice et
devant le pilote, notablement au-dessous de l'avant du fuselage, ou
corps de l'aéroplane.

On voit que dans ce dernier les pièces articulées forment un triangle
rectangle dans lequel le sommet de l'hypoténuse coulisse sur le côté
perpendiculaire au sol en agissant sur le système de ressorts
amortisseurs dès que les roues touchent et rencontrent résistance.
Cette disposition est à la fois très mobile, très souple et très
robuste. L'expérience a d'ailleurs démontré ses qualités.

Le lancement par roulement,--à défaut d'enlèvement perpendiculaire
comme celui que pourrait produire un hélicoptère,--réalise ainsi le
départ de l'aéroplane d'une manière, sinon très satisfaisante, du
moins très passable.

Mais, à l'atterrissage, malgré les amortisseurs et l'orientation des
roues en tous sens, il laisse plus à désirer. Des patins souples
élastiques, qui font frein naturellement et qui peuvent avoir une
large portée, tout en permettant au centre de gravité de l'appareil
d'être bien plus rapproché du sol, seraient de beaucoup préférables.
Ils constituent un mode d'atterrissage «par glissement» infiniment
plus rationnel pour un engin qui parvient à terre en rasant le terrain
et qui ne peut, comme l'oiseau, battre des ailes pour freiner sa
glissade de descente afin de se poser presque perpendiculairement sur
des pattes articulées dont les muscles font ressort.

Ces remarques, depuis longtemps faites, engagent les constructeurs à
chercher une combinaison de roues et de patins qu'on a déjà tenté de
réaliser dans plusieurs types d'avions.

Il faudrait avoir des roues pour partir, les escamoter dès le départ
afin de n'en être pas embarrassé et prendre terre avec des patins à la
descente. Cet énoncé n'est pas celui d'un problème insoluble. En
plusieurs modèles, on a remplacé la roue ou les roues d'arrière de
l'aéroplane par un simple patin. C'est un acheminement intéressant à
observer.

       *       *       *       *       *

Ayant bien suivi cet exposé théorique très élémentaire des parties
constitutives du «plus lourd que l'air» et des moyens qu'il possède
par leur groupement, on se représente aisément ce que doit être sa
gouverne.

Elle est si simple, si facile, qu'après sept ou huit leçons sur le
terrain un homme jeune, agile, d'esprit vif, mais pondéré, ayant le
sens de la logique et du sang-froid, peut commencer à conduire seul un
aéroplane français bien stabilisé.

Toutefois, cette affirmation, vraie pour des exercices prudents sur un
aéroplane, n'implique pas la capacité d'avier «à travers champs», par
monts et vallées comme les pilotes renommés.

Il suffit, pour s'en rendre compte, de se représenter l'usage pratique
d'un aéroplane quelconque de manoeuvre aisée:

L'air est calme. Le point de départ est un champ de manoeuvres comme
celui d'Issy-les-Moulineaux.

Après avoir vérifié le bon état de l'appareil, les approvisionnements
d'essence, d'huile et d'eau,--si le moteur est à refroidissement par
eau,--le jeu parfait de tous les organes du moteur et de l'aéroplane,
la présence «à bord» des instruments utiles pour se guider dans
l'espace, etc., le pilote monte dans son «baquet» et ordonne la mise
en marche.

Le moteur part; l'hélice tourne; sa traction ou sa poussée fait rouler
l'avion à une vitesse qui s'accélère de seconde en seconde. Bientôt
l'aviateur sent que l'engin commence à bondir sur les inégalités du
terrain; il va quitter la terre... mais, y a-t-il encore devant lui un
espace plat, suffisant pour son essor?

Sur un vaste aérodrome, l'espace pour le lancement ne fait pas défaut.
Il est souvent plus mesuré en pleine campagne. Le bon pilote doit donc
savoir quitter le sol et s'élever sans retard par une judicieuse
manoeuvre du moteur et du gouvernail de profondeur.

En augmentant à propos la vitesse de sa marche, il fait augmenter la
pression de la résistance de l'air qui tend à le soulever. En
orientant comme il convient l'incidence du gouvernail de profondeur
par rapport à sa direction, il détermine par un prompt surcroît de
résistance, le soulèvement voulu, et l'essor sera définitif si cette
action du gouvernail de profondeur est en bonne concordance avec la
vitesse acquise.

Dans le cas contraire, l'avion n'aura quitté le sol une ou deux
secondes que pour retomber, trop ralenti, et l'espace parcouru sera
terrain maladroitement perdu.

Ainsi, dès le départ, une double préoccupation: celle de la vitesse et
celle de la commande du gouvernail de profondeur absorbe le pilote.

Il faut noter que l'air est supposé calme et le moteur fonctionnant
régulièrement, sans aucun «raté».

S'il y a un vent modéré, l'aviateur est favorisé car, sur le champ de
manoeuvres d'où il part, il peut s'orienter de façon à marcher contre
ce vent.

[Illustration: FIG. 86]

S'élançant «vent debout» il aura un essor plus prompt; l'étendue du
champ de manoeuvres sera pour lui relativement plus grande.

L'inverse se produirait s'il partait «vent arrière». Il lui faudrait
augmenter sa vitesse proportionnellement à celle du vent, et l'espace
du champ de manoeuvres serait relativement réduit proportionnellement
au temps que le vent pourrait mettre à le traverser.

En pleine campagne, le pilote serait plus embarrassé encore si, par
exemple, la disposition du terrain ne lui permettait de partir ni
«vent debout» ni «vent arrière» mais en ayant le vent «par le
travers.» Un tel essor n'est nullement irréalisable, mais exige
beaucoup plus de sûreté dans la gouverne de l'avion.

Poursuivant notre hypothèse, supposons l'aéroplane se déplaçant à
quelques mètres au-dessus du sol. Sa vitesse est grande puisqu'une
progression modérée ne donnerait pas aux surfaces portantes un point
d'appui suffisant sur l'air. La vitesse est une condition essentielle
de la sustentation. En conséquence, l'étendue du champ de manoeuvre va
être vite parcourue et le pilote devra promptement atterrir... ou
tourner.

Or, même sans vent, le virage, comme on l'a vu dans le sous-chapitre
consacré à cette évolution, modifie la position d'équilibre de l'avion
par l'inégale pression qu'il engendre sur les extrémités des surfaces
portantes.

Si le pilote vire trop court à gauche, l'aéroplane s'incline assez
fortement à gauche et, lorsque la progression dans l'air s'accomplit
très près du sol, cette inclinaison peut amener un contact de
l'extrémité gauche des surfaces portantes avec le terrain. Ce contact
est d'autant plus à prévoir que le virage produit un ralentissement
qui correspond à son amplitude, et, par suite, une descente plus ou
moins accentuée de l'avion. Il est presque superflu d'ajouter qu'à la
vitesse de marche indispensable pour la sustentation, le contact d'une
extrémité des surfaces portantes avec le terrain causera tout au moins
la rupture de cette extrémité.

Le débutant ne risque donc pas un virage avant de savoir s'élever à
une petite hauteur (quelques mètres), et sans savoir descendre,
atterrir, s'arrêter à volonté.

Avant de virer, il s'élève, gagne une hauteur correspondant à celle
que le virage lui fera perdre et commence, avec prudence, par exécuter
des courbes d'un très grand rayon, dont la réduction progressive lui
permettra, peu à peu, d'oser le virage complet.

S'il y a du vent, la difficulté du virage augmente en raison de la
force de celui-ci. Le mouvement tournant se complique d'une dérivation
dont il faut tenir compte si l'aéroplane l'exécute près de
l'extrémité du champ de manoeuvres car elle pourrait lui en faire
franchir la limite.

Le plan stabilisateur arrière des appareils français, comme l'a fort
bien expliqué M. Armengaud (voir page 73), s'oppose à l'inclinaison
des surfaces portantes pendant le virage; il réduit cette inclinaison.
Le pilote inexpérimenté s'émeut néanmoins du déplacement de
l'équilibre de l'avion pendant ce mouvement. Il lui faut une certaine
accoutumance pour se rassurer quand il s'accomplit et le subir en le
surveillant pour le modérer s'il y a lieu, sans prétendre le
supprimer. Cette inclinaison est en effet une des conséquences
inévitables et nécessaires du virage, en aviation comme dans toutes
les évolutions où la force centrifuge s'exerce.

Ainsi la nécessité de virer ne diminue pas les préoccupations du
pilote à l'égard de la marche et de la vitesse du moteur, ni à l'égard
de la manoeuvre du gouvernail de profondeur, au contraire. Elle
grandit cette double préoccupation par la nécessité d'augmenter
l'altitude; elle y ajoute la préoccupation de l'inclinaison et de
l'étendue du rayon de la courbe (manoeuvre du gouvernail de direction
latérale), enfin, en cas de vent, elle y apporte encore le souci de la
dérivation de l'avion.

S'il quitte le terrain de manoeuvre pour s'élancer au delà, le pilote
voit rapidement croître la complication de sa «gouverne».

Les arbres, les maisons, les monuments, les reliefs importants du sol
l'obligeraient à d'incessantes manoeuvres du gouvernail de profondeur.
Pour se les épargner et réduire ses risques, il lui faut s'élever à
une hauteur notablement supérieure à celle de ces obstacles. Cette
élévation lui est d'ailleurs nécessaire pour «voir de loin», longtemps
à l'avance, le terrain sur lequel la rapidité de sa translation le
conduit.

Si le pays n'est pas en plaine, comme la Beauce, mais vallonné, le
vent y fait des ondulations ascendantes et descendantes
correspondantes aux ondulations du terrain, comme l'indique la figure
schématique 86. Les vallées créent, en outre, des courants
secondaires, des contre-courants et des remous ou des tourbillons dont
la force augmente avec celle du vent principal qui leur donne
naissance (p. 105).

Notons aussi que plus le vent «fraîchit», plus il est rapide, plus il
procède par rafales.

Un vent même léger, n'est presque jamais uniforme. Il a toujours des
différences d'intensités à peu près rythmées, quoique irrégulières, et
telles qu'il faut le considérer comme un mouvement ondulatoire et non
comme un mouvement de direction et d'intensité constante. L'air, en
déplacement, forme des vagues analogues à celles de la surface des
eaux, et ces vagues, au contraire de celles des grandes étendues
liquides, ont leur amplitude maximum _en bas_, par rapport à nous et à
la masse de l'air; tandis que les vagues liquides ont leur amplitude
maximum _en haut_ à la surface, par rapport au fond marin.

Ces perturbations et ces ondes impliquent la nécessité pour l'aviateur
en voyage, de s'élever jusqu'à une altitude où elles sont moins
nombreuses.

À 300 mètres de hauteur, les mouvements atmosphériques sont beaucoup
plus réguliers qu'à la surface du sol. En revanche, ils s'accentuent
davantage. Il résulte, en effet, des observations météorologiques
poursuivies au sommet de la Tour Eiffel depuis bien des années, que le
vent y a une vitesse de 7 à 8 mètres par seconde lorsqu'il parcourt à
peine 3 à 5 mètres dans le même temps à la surface du sol. Il faut
donc encore tenir compte de ces différences de vitesse aux diverses
altitudes, car elles modifient dans une énorme proportion la marche de
l'avion, puisque sa vitesse s'augmente ou se diminue de celle du vent
selon qu'il se dirige «vent debout» ou «vent arrière» et surtout
puisqu'il dévie en raison de la vitesse du vent qu'il aborde «par le
travers».

On peut préciser ces dernières données générales par l'exemple
théorique suivant:

Supposons (figure 87, page 109) un aéroplane dont la vitesse normale
en air calme est de 50 kilomètres à l'heure. Il franchira la distance
AB égale à 200 kilomètres en 4 heures.

[Illustration: FIG. 87]

Mais s'il a contre lui un «vent debout» (figure 88, page 109) d'une
vitesse de 8 mètres à la seconde, c'est-à-dire d'environ 28.800 mètres
à l'heure, il faudra retrancher cette vitesse de celle de l'avion. Dès
lors, il ne fera plus que 21 kilomètres à l'heure environ, au lieu de
50, et, après quatre heures de marche, il se trouvera vers A' sur le
trajet AB au lieu d'être en B.

[Illustration: FIG. 88]

Si ce même vent de 8 mètres à la seconde est au contraire dans le même
sens que la marche de l'aéroplane (vent arrière) (figure 89) sa
vitesse de 28.800 mètres à l'heure s'ajoute à celle de 50.000 mètres
de l'avion et la distance AB égale à 200 kilomètres, est parcourue en
2 h. 1/4 environ au lieu de 4 heures.

[Illustration: FIG. 89]

Dans le cas où l'aéroplane partant de A à l'allure de 50 kilomètres
rencontre un vent perpendiculaire à sa direction (fig. 90, page 110),
il progresse dans ce vent et se trouve après 4 heures d'aviat en un
point B' distant de B d'une quantité égale à celle parcourue pendant
ces quatre heures par le vent V (soit environ 86 kilomètres).

[Illustration: FIG. 90]

Ainsi le «vent debout» à marche normale du moteur retarde la
progression de l'aéroplane. Le «vent arrière» l'accélère, et le «vent
par le travers» dévie l'avion de sa route, ou force le pilote à
prendre, contre ce vent, une incidence de marche qui corrige la
déviation, mais retarde quand même la progression de l'appareil dans
la proportion de cette incidence et de la vitesse du vent.

Pour arriver en B au lieu d'être dévié jusqu'en B' (figure 90) il lui
faut, par exemple, prendre une direction telle que D, dont l'angle (D
A B) est égal à celui de (B A B') que donnerait la déviation sur la
direction normale.

Lorsque enfin le pilote veut descendre pour atterrir,--soit parce
qu'il arrive au but de son voyage, soit parce qu'une cause quelconque
l'abrège (épuisement prochain de l'approvisionnement d'huile ou
d'essence, échauffement anormal du moteur, fatigue, refroidissement ou
troubles visuels du pilote, modification de l'état de l'atmosphère,
etc., etc.)--ou simplement parce qu'il lui plaît de s'arrêter,--il
doit se préoccuper du vent autant que de l'emplacement de
l'atterrissage.

Il va sans dire qu'il ne peut s'exposer à descendre ni sur des toits
de maisons, ni sur des arbres, ni sur une étendue d'eau, ni sur une
foule. Un grand terrain plat et désert lui est indispensable.

Ces étendues, même aux abords des villes, ne sont pas rares; mais, si
l'aviateur voyage depuis un certain temps, il a fait beaucoup de
chemin, et il doit soupçonner que les conditions de l'air dans lequel
il se trouve ne sont plus celles qu'il avait au départ.

La direction du vent peut avoir changé. Si la direction du vent ne
s'est pas modifiée, l'orientation de l'avion, par rapport à ce vent,
peut n'être plus la même. L'aviateur peut enfin s'être élevé en air
calme et se trouver au moment où il va descendre, dans un courant de
vent plus ou moins vif. Il doit le supposer, mais il l'ignore parce
que sa vitesse ne lui permet pas de le sentir.

Dans tous les cas, en effet, l'avion traverse l'air avec rapidité
puisque c'est en s'appuyant sur l'air qu'il déplace que sa
sustentation se prolonge.

On conçoit que si l'aviateur tente d'atterrir avec un vent de côté,
l'orientation automatique en tous sens des roues de l'appareil ne
suffira pas pour éviter qu'il ne soit culbuté ou qu'un traînage plus
ou moins violent ne risque d'endommager son infrastructure.

S'il atterrit «vent arrière» et si le vent est violent, il risque
encore d'être culbuté ou roulé trop brutalement.

Lorsque l'atmosphère est agitée près du sol, il faut atterrir «vent
debout».

En conséquence, le pilote doit examiner le terrain au-dessous de lui,
parce que la façon dont il fuit peut seule le renseigner sur
l'orientation de l'avion par rapport à celle du vent.

Supposons l'aéroplane A (figure 91) _en air calme_ suivant la
direction indiquée par la flèche D avec une vitesse de 30 kilomètres à
l'heure (p. 112).

[Illustration: FIG. 91]

Si le pilote examine le terrain sous lui, il le voit fuir dans le
sens indiqué par la flèche F, sens diamétralement opposé à sa
direction avec cette vitesse de 30 kilomètres à l'heure, qu'un
instrument spécial lui permet de mesurer.

Mais supposons ensuite (2e image de la figure 91) ce même aéroplane
avec la même orientation, dans un vent ayant une vitesse de 25
kilomètres à l'heure et dont la direction est indiquée par la grande
flèche V.

Ce vent fait dériver l'aéroplane, il modifie sa direction. L'avion,
quoique orienté vers D, ne va plus en D mais en D^1. Et si le pilote
regarde le terrain sous lui, il ne le voit pas fuir dans un sens
exactement contraire à sa direction, mais de droite à gauche, dans le
sens indiqué par la flèche F et avec une vitesse de plus de 30
kilomètres à l'heure, puisque la vitesse de la dérivation causée par
le vent s'ajoute à la vitesse de l'aéroplane.

Si le pilote vire alors de gauche à droite, la rapidité de la fuite du
terrain sous lui s'accentue (elle diminuerait en sens contraire). En
même temps, cette fuite du terrain prend une direction plus opposée à
celle de la nouvelle direction; jusqu'au moment où elle devient, par
la continuation du virage, complètement opposée au sens de la marche
de l'avion.

C'est le cas de la 3e image de la figure 91; cas dans lequel la
direction du vent V et celle D^2 de l'aéroplane sont identiques.

La fuite du terrain, sous le pilote, dans la direction de la flèche
F^2 atteint alors un maximum de rapidité. Elle s'élève à 55 kilomètres
à l'heure parce que la vitesse de l'avion (30 kilomètres) s'ajoute à
celle du vent (25 kilomètres).

Dans ces conditions on peut dire théoriquement, comme le capitaine
Ferber, que l'aviateur n'arrivera pas à arrêter la fuite du terrain
sous lui, puisque, même s'il pouvait cesser complètement d'avancer
dans le vent, sans descendre, le vent continuerait à faire fuir le
terrain sous l'aéroplane avec la vitesse de sa translation, égale à 25
kilomètres à l'heure.

Mais si, sans s'arrêter à cette orientation de la 3e image le pilote
continue à virer, il ne tarde pas à voir l'orientation de la fuite du
terrain passer de sa droite à sa gauche et la vitesse de cette fuite
se ralentir.

Se trouvant, plus tard, par rapport au vent V dans la position de la
4e image, c'est-à-dire sa marche étant orientée vers D^1, la déviation
que lui fera subir le vent V le portera dans la direction indiquée par
la flèche D^3, et le terrain fuira sous lui dans le sens de la flèche
F^3,--de sa gauche à sa droite,--avec une vitesse de moins de 30
kilom. à l'heure, puisque la déviation s'exercera cette fois dans un
sens inverse de celui de la 2e image de la figure 91.

Enfin, s'il continue toujours son virage, le pilote sera en parfaite
orientation pour atterrir lorsque le sens de la fuite du terrain sous
lui sera pour la seconde fois diamétralement opposé au sens de sa
marche (5e image de la figure 91), parce qu'il aura dès lors le «vent
debout».

Le terrain lui paraîtra fuir lentement car la vitesse du vent (égale à
25 kilomètres par heure.) s'exerçant cette fois contre celle de
l'avion (égale à 30 kilomètres), réduira sa progression à la faible
quantité de 5 kilom. par heure.

Alors l'aviateur, comme le dit fort bien le capitaine Ferber, n'aura
qu'à modérer un peu la marche de son moteur _pour arrêter le terrain_
et s'y poser sans aucune secousse.

       *       *       *       *       *

On comprend que ces soucis d'atterrissage, additionnés avec ceux de la
marche et du départ, finissent par former un total assez inquiétant
pour expliquer le désir qu'ont eu quelques constructeurs de simplifier
les manoeuvres du pilote en les groupant au moyen d'organes de
commande, lorsqu'elles pouvaient être groupées.

C'est ainsi que dans la «gouverne» du monoplan Blériot, par
exemple,--et dans celle plus délicate encore du biplan Wright,
dépourvu de stabilisateur arrière, automatique,--telle commande
d'évolution entraîne, par liaison au même organe qui l'exécute, la
commande d'un gauchissement des ailes (Wright) ou celle d'une
orientation des ailerons (Blériot).

Par la mobilité de ses ailes et de sa queue, par la souplesse de son
corps, le poids de sa tête, souvent placée au bout d'un long cou,--ce
qui lui permet des déplacements précieux de son centre de
gravité[26],--l'oiseau est une machine aviante infiniment plus
perfectionnée que nos aéroplanes.

         [Note 26: Mon éminent maître, le regretté professeur Marey et
         M. Mouillard ont signalé que l'oiseau utilise sa tête comme
         gouvernail d'avant ou de profondeur, pour et contre tous les
         changements brusques qu'il veut ou qui le surprennent. (Note
         de l'auteur).]

[Illustration: FIG. 92

Pylône de lancement du biplan WRIGHT, vu de la nacelle d'un ballon.]

Possédant ses moyens _en lui-même_ l'oiseau les emploie par simples
réflexes instantanés, _sans les raisonner_. N'ayant ni la puissance
relative, ni la promptitude de réaction de l'oiseau, l'aviateur doit
s'appliquer à simplifier la gouverne de son appareil. Il doit tendre à
faire son aviation _automatique_ autant que possible.

On verra par la suite qu'à cet égard l'«École française» est en grande
avance sur l'«École américaine», quoique née après elle et formée sans
le bénéfice de son exemple, puisque les frères Wright dissimulaient
avec le plus grand soin leurs procédés.




V

Les modèles d'Aéroplanes consacrés


En France, jusqu'au 3e trimestre de 1906, on pourrait presque dire
qu'aucun «plus lourd que l'air» ne s'était encore élevé et soutenu
dans l'atmosphère, sauf les exceptions qui vont être signalées.

Les débuts de l'aviation ont donc à peine cinquante-deux mois
d'ancienneté et l'on conçoit qu'il serait injuste autant que téméraire
aujourd'hui de prétendre porter un jugement définitif sur les modèles,
déjà très nombreux, que l'industrie de l'aviation produit.

Les inventeurs, les constructeurs et les pilotes d'aéroplanes ont eu
beau accomplir des progrès et des prouesses stupéfiantes, le bon sens
et l'équité obligent à considérer d'une façon globale tous les
appareils actuels, toutes les «performances» enregistrées, comme des
créations et des actes d'_essais_ sur lesquels on ne pourra se
prononcer d'une façon bien motivée avant quelques années.

Tel appareil, n'ayant encore effectué que des petites sustentations
presque insignifiantes, deviendra peut-être, avec des modifications de
détails qui ne changeront pas son principe, un type tout à fait
supérieur; tandis que tel autre, qui permet des exploits
enthousiasmants, sera peut-être relégué dans quelques années parmi les
spécimens glorieux mais délaissés, de l'histoire des progrès de
l'aviation.

Ce dernier sort est déjà celui des appareils d'Ader.

Néanmoins, s'il est impossible à présent d'approuver ou de condamner
en pleine connaissance de cause, les types créés, il est permis et
nécessaire, en revanche, de noter les dispositifs auxquels on doit,
dès à présent, des résultats marquants comme ceux qui nous autorisent
à tenir la conquête de l'air pour assurée.

Les aéroplanes monoplans et biplans sont les modèles français ou
étrangers auxquels on doit cette conquête. La revue des plus illustres
d'entre eux ne sera pas longue. Mais, avant de la commencer, il
importe de rendre hommage au mérite incomparable et malheureusement
méconnu d'Ader, qui résolut treize années avant les frères Wright, et
seize ans avant Santos-Dumont, le séculaire problème de la locomotion
aérienne par l'aviation.

L'ingénieur Clément Ader conçut la solution par un type de monoplan
dans lequel on retrouve presque toutes les caractéristiques des
appareils qui ont permis la célèbre traversée de la Manche par Louis
Blériot et les magnifiques envolées de Latham.

En 1890, il expérimentait à Armainvilliers un modèle qu'il avait
baptisé l'_Éole_, peu différent comme forme générale de son dernier
appareil: l'_Avion nº 3_.

À cette époque, les moteurs à explosion si légers créés par
l'industrie automobile n'existaient point.

Ader dut créer un moteur à vapeur, qui était à lui seul une merveille
de perfection et de légèreté.

_L'Éole_ fit 50 mètres dans l'air le 9 octobre à Armainvilliers, et
100 mètres l'année suivante au camp de Satory, mais il se brisa par
accident en atterrissant.

_L'Avion nº 3_, essayé à Satory,--dans le plus grand secret, comme
l'appareil des frères Wright,--fit le 12 octobre 1897 des envolées de
25 à 100 mètres et fut encore en partie démoli à l'atterrissage deux
jours plus tard sur le même terrain d'expériences.

Si sa forme, copiée sur celle des ailes de la chauve-souris, nous
paraît archaïque en comparaison de celle des monoplans d'aujourd'hui,
on ne peut lui reprocher qu'une exagération un peu naïve des principes
adoptés à présent.

Les ailes de l'_Avion_ étant extensibles,--dispositif auquel on
reviendra peut-être par d'autres moyens que ceux d'Ader, car on fait
des essais dans ce sens[27],--mesuraient 14 à 15 mètres d'envergure,
suivant leur extension,--celles des types _Antoinette IV et V_,
décrits plus loin, avaient 12 m. 80. L'envergure du modèle
_Gastambide-Mangin_ était de 10 m. 50.

         [Note 27: Notamment Blériot.]

Dans leur plus grande largeur, les surfaces portantes de l'_Avion_
atteignaient 3 m. 60 et leur étendue totale s'élevait à 35 ou 45
_mètres carrés_, par suite des variations d'extension.

Les surfaces portantes des types actuels comparables sont peu
différentes: _Gastambide-Mangin, 24 mètres carrés_; _Antoinette IV, 30
mètres carrés_; _Antoinette V, 50 mètres carrés_ (_Levavasseur_).

L'_Avion_ ne possédait pas de plan stabilisateur proprement dit; et
c'est peut-être pour cela qu'il eut, comme l'_Éole_, des manoeuvres
difficiles, et fut victime d'accidents bien regrettables. _Mais ses
ailes étaient gauchissables_, et, en cela, Clément Ader devançait les
frères Wright. En outre, elles étaient articulées pour réaliser la
stabilité transversale. C'était une tentative d'imitation des moyens
de l'oiseau à laquelle certains constructeurs tentent de revenir.

Dans l'_Avion nº 3_, la carcasse des surfaces portantes était
métallique, ce qui contribuait à l'alourdir. Mais si les aéroplanes
actuels utilisent des carcasses plus légères, il n'est pas prouvé que
l'on ne reviendra pas à des constructions en métal, légers soit par
leur matière, soit par leur gabarit, puisqu'il est reconnu désormais
que la puissance des moteurs permet de ne plus sacrifier la résistance
à l'allégement[28].

         [Note 28: Quelques types actuels ont d'ailleurs des carcasses
         entièrement métalliques où l'aluminium domine: tel est le cas
         de l'_Antoinette_, et Moisant essaya de réaliser un type du
         monoplan en tôle d'aluminium ondulée (voir aussi les derniers
         modèles de 1910).]

L'_Avion nº 3_ comportait encore une accommodation dictée par la
Nature, qui n'existe plus dans les aéroplanes actuels: le centre de
gravité était déplaçable.

Par le pendule et par l'influence gyroscopique, ou par la combinaison
de ces deux forces, on s'occupe à présent de réduire les oscillations
accidentelles du «plus lourd que l'air» d'une façon analogue en
principe, quoique différente dans les moyens.

Plus on poursuit l'énumération des caractéristiques de l'_Avion nº 3_,
plus on remarque qu'elles sont celles des monoplans ou des biplans d'à
présent. Sa force motrice était formée par _deux_ moteurs à vapeur de
20 HP chacun, actionnant _deux_ hélices tractives à 4 branches de 2 m.
80 de diamètre et de _pas variable_ d'environ 0 m. 90 en moyenne. Les
moteurs de l'_Antoinette_ et du _Gastambide-Mangin_ sont de 50 HP.
Leurs hélices n'ont que 2 m. 20, mais leur pas atteint 1 m. 30 et leur
vitesse est supérieure à celle des hélices de l'_Avion nº 3_; de telle
sorte que les proportions dans l'utilisation des moyens restent à peu
près les mêmes.

Enfin l'_Avion nº 3_ était porté par un châssis monté sur trois roues,
dont la 3e arrière s'orientait en tous sens.

Ainsi, l'on n'a pour ainsi dire rien fait qu'Ader n'ait réalisé, au
moins en principe, et toute la supériorité,--d'ailleurs évidente et
prouvée,--des monoplans d'aujourd'hui réside dans une meilleure
application des données initiales d'Ader.

Ceci, bien entendu, ne réduit en rien le mérite incontestable des
constructeurs qui viennent de conquérir l'atmosphère, car, on peut
affirmer que, loin de tenir compte des expériences d'Ader, ils ont eu
plutôt le tort de les ignorer, de les méconnaître, ou de les négliger.
Leurs créations ne sont point des imitations; elles leur appartiennent
pleinement, et le surprenant mérite de Clément Ader est précisément
d'avoir été un précurseur si complet.

Nous ne pouvons ici nous étendre davantage sur les comparaisons de
principes dont il s'agit, mais en étudiant les détails du brevet pris
pour l'_Avion nº 3_,--brevet qui a été publié par le journal «_La
France automobile et aérienne_» (janvier 1910),--on constatera des
analogies ou des similitudes encore bien plus frappantes entre cet
ancêtre du «plus lourd que l'air» et les appareils planant
aujourd'hui.

[Illustration: FIG. 93

Échafaudage de l'appareil LANGLEY pour son lancement sur le fleuve
Potomac (Amérique du Nord).]

[Illustration: FIG. 94

Lancement de l'appareil LANGLEY.]

Le Bris, Lilienthal, Pilcher, Chanute, Langley, comme nous l'avons
indiqué précédemment (voir _les étapes de l'Aviation_, chap. III, p.
29), ont été les initiateurs des frères Wright. Nous allons décrire
bientôt le dispositif de ces deux jeunes aviateurs-constructeurs
américains. Mais, auparavant, pour achever la soudure du passé avec le
présent, il convient de mentionner encore les coûteuses tentatives de
sir Hiram Maxim, qui fit construire, vers 1895, un énorme aéroplane de
4.000 kilogrammes, actionné par un moteur à vapeur de 300 chevaux. Une
immense surface portante de 500 mètres carrés devait soutenir cet
aéroplane entraîné par deux grandes hélices.

L'appareil s'éleva, mais, totalement dépourvu de stabilité, il ne put
gouverner et se brisa. Sir Maxim perdit un million dans ces essais
décourageants, pour n'avoir pas assez étudié d'abord les surfaces
portantes et leur gouverne comme l'avaient fait Le Bris et surtout
Lilienthal.

Presque en même temps que Sir Maxime, en 1896, M. Langley, secrétaire
de la _Smithsonian Institution de Washington_, construisit un modèle
réduit qui s'enleva et parcourut 1.200 mètres au-dessus du fleuve
Potomac.

Une subvention du gouvernement américain permit à M. Langley de
répéter ces essais dans des dimensions normales, en lançant
l'aéroplane avec un pilote: le professeur Manley, du haut d'un
échafaudage flottant sur le Potomac (7 octobre 1903) et à
Arsenal-Point (Washington) (décembre 1903) (fig. 93 et 94, page 121).
Mais ces expériences, en raison de causes accidentelles, n'ayant pas
paru assez concluantes, le gouvernement cessa d'encourager M. Langley,
qui dut abandonner le perfectionnement de ses dispositifs.

On peut regretter ce défaut de confiance et de constance du
«Département de la guerre» américain, car, l'appareil de Langley, avec
des améliorations faciles, déjà tout, indiquées par l'expérience,
aurait assurément tenu les promesses faites par le premier aéroplane
réduit qui s'était si bien comporté quelques années plus tôt.

Pendant que M. Langley se trouvait ainsi arrêté dans ses travaux, les
frères Orville et Wilbur Wright, qui s'étaient mieux préparés à la
gouverne de «l'aviat plané» en reprenant les expériences de M.
Chanute, avec cet émule de Lilienthal, depuis l'année 1900,
réussissaient deux mois plus tard, en décembre 1903, la sustentation
d'un plus lourd que l'air, en faisant un trajet horizontal de 200
mètres.

Dans son beau livre sur l'_Aviation_, le capitaine Ferber a conté en
termes brefs, mais émouvants, le calvaire des frères Wright,
inventeurs méconnus dans le monde entier. Ferber par M. Chanute, puis
par les frères Wright, eux-mêmes, était tenu au courant des résultats
de leurs travaux sans toutefois connaître les détails de leurs
appareils soigneusement cachés. Il poursuivit (de 1902 à 1906) des
essais de sustentation analogues aux leurs d'après les données de
Lilienthal et de Chanute. Il réussit des glissades (sans moteur) aussi
probantes que celles de l'Allemand et des Américains. Bref, il
arrivait aux mêmes résultats que les frères Wright avec des moyens un
peu différents, mais après eux, parce qu'ils avaient deux ans d'avance
sur lui, et parce que l'administration militaire, au lieu de le
seconder pleinement, le retardait, l'embarrassait ou même sacrifiait
ses travaux avec la plus déplorable inclairvoyance.

N'ayant pu devancer ou seulement rattraper les Wright, Ferber essaya
du moins,--dévouement bien rare et bien touchant,--de faire acquérir
leur invention par l'État français. Les démarches faites à ce sujet ne
furent point couronnées de succès... et n'attirèrent à notre généreux
compatriote que les foudres de son administration!

Cette digression «historique» sort un peu du cadre de cet A. B. C.,
mais elle n'est pas inutile pourtant, parce qu'elle expliquera comment
l'_école française_ de l'aviation par biplan diffère de l'_école
américaine_ et ne doit rien aux frères Wright, puisqu'elle ne fut pas
renseignée sur leur modèle.

Les grandes analogies qu'on remarque entre les appareils de Ferber,
des frères Voisin et des frères Wright viennent en effet du fond
commun qui fut le point de départ de tous.

[Illustration: FIG. 95

Cerf-volant de HARGRAVE.]

Lilienthal reprend les essais bien rudimentaires, mais admirablement
judicieux de Le Bris. Chanute continue Lilienthal en perfectionnant
ses expériences par une ingénieuse fusion de ses principes avec ceux
du cerf-volant cellulaire de L. Hargrave (fig. 95).

Les Wright en Amérique, et Ferber en France, avec Chanute pour trait
d'union, trouvent l'un après l'autre, mais séparément, la solution de
l'aviat plané, d'où découlent, avec leurs différences de moyens,
l'_école américaine_ et l'_école française_; voilà le passé de
l'aviation actuelle qui tient tout entier en moins de cinq années,
puisqu'il part de 1900 pour l'Amérique, et de 1902 pour la France, et
que les premiers aviats résolvant le problème furent exécutés à la fin
de 1903 à Kitty-Hawk, et à la fin de mai 1905 à Chalais-Meudon (seize
mois 1/2 plus tard).

Des travaux d'Ader, ces initiateurs n'ont guère tenu compte,--si même
ils les prirent en considération,--parce qu'ils avaient été trop
cachés et même contestés (comme les premières sustentations des
Wright). En revanche, ils connurent plus ou moins les belles et
précieuses observations de Marey sur le vol des insectes et des
oiseaux (1873-1890), les savantes études du colonel Renard, les
théories si justes et les démonstrations expérimentales de Pénaud
(1872), de Tatin (1874) et les publications de Mouillard (1881).

Ferber rapporte lui-même qu'à la fin de janvier 1904, il venait de
faire à Lyon une conférence de propagande, lorsque Gabriel Voisin,
enthousiasmé, l'aborda en lui déclarant qu'il voulait se consacrer à
l'étude des problèmes passionnants de l'aviation.

Adressé au colonel Renard, puis recommandé à M. Archdeacon, il
entreprit presque aussitôt avec ce distingué et sympathique apôtre de
la locomotion aérienne, des essais de sustentation sans moteur à
Berck-sur-Mer.

Guidé par Ferber et secondé par M. Archdeacon, il réussit quelques
glissements qu'il tenta de renouveler à Issy-les-Moulineaux en
utilisant, faute de pente et de vent ascendant, la traction d'une
voiture automobile.

Ces essais continuèrent sur la Seine à Billancourt. Ils coïncidèrent
en juillet 1904 avec ceux que faisait Blériot au même endroit. De
cette coïncidence naquit la courte association de Voisin et de
Blériot.

Voisin, dans ces recherches de 1904 et de 1905, avait apprécié
l'importance des plans stabilisateurs préconisés depuis longtemps par
Pénaud et Tatin; il les avait essayés. On serait injuste en ne
signalant pas que l'une des principales caractéristiques, et l'une des
principales supériorités de l'école française sur l'école américaine,
dérive de ces travaux qui font nommer avec reconnaissance en même
temps que Voisin, Pénaud, Tatin, Ferber, Archdeacon et Blériot.

Cette genèse esquissée, passons,--avec regret,--sur les essais si
nombreux, si coûteux, si persévérants, si méritoires, qui furent
accomplis avec une rapidité vraiment prodigieuse par tous ces
pionniers auxquels il faut ajouter Santos-Dumont, qui les distança le
23 octobre 1906 par le célèbre aviat exécuté et officiellement
constaté à Bagatelle, au moyen du 14 _bis_ (décrit dans notre chapitre
III, _les étapes de l'Aviation_, p. 29).

Ces belles recherches théoriques et pratiques aboutissent aux
dispositifs de monoplans et de biplans français, dont nous allons
décrire les principaux types, après avoir analysé celui du biplan
Wright.


|École américaine.|

|Appareil des frères Wright.|

Le biplan des frères Orville et Wilbur Wright est naturellement une
résultante directe des études,--peut-être plus pratiques que
théoriques,--qui donnèrent à ces deux hardis et persévérants
aviateurs-constructeurs les qualités de pilotes aériens, si
développées chez eux.

Ferber rappelle que dès le début ils osèrent se coucher à plat ventre
sur le plan inférieur des surfaces portantes de leur appareil pour
planer _littéralement comme l'oiseau_ en manoeuvrant seulement les
avant-plans qui leur tenaient lieu de stabilisateur longitudinal et de
gouvernail de profondeur.

N'usant de sa queue, comme direction, que pour les mouvements d'une
assez grande amplitude, l'oiseau se stabilise, et fait la plupart de
ses évolutions ou de ses réactions promptes avec sa tête et son cou
(Marey).

C'est exactement ce que faisaient, dès les début, les frères Wright
avec leur gouvernail de profondeur, et par la position horizontale
qu'ils avaient audacieusement adoptée. Cette gouverne, suffisante pour
la plupart des manoeuvres rapides de l'oiseau, leur suffit, et les
détourna sans doute des recherches de la stabilisation longitudinale
automatique française si bien réalisée par Voisin et Blériot, d'après
Pénaud et Tatin.

Un historique minutieux des trois années d'apprentissage d'aviat des
Wright (1900-1903), s'il pouvait être fait, expliquerait probablement
de même comment ils ne conçurent pas d'autre lancement de leur biplan
que le pylône à contrepoids ou le plan incliné.

Quoi qu'il en soit, leur appareil représenté en schéma par les figures
96, 97 et 98, p. 128, possède les caractéristiques suivantes:

SURFACES PORTANTES.--Deux plans superposés de 12 m. 50 de largeur sur
2 mètres de profondeur (sens de la marche), séparés par une distance
de 1 m. 80. Surface totale des deux plans: 50 mètres carrés.

[Illustration: FIG. 96, 97 et 98

SCHÉMA DU BIPLAN WRIGHT.--_Gp_, Gouvernail de profondeur; _PP_,
Patins; _SP_, Surfaces portantes; _Zg_, Partie souple des surfaces
portantes; _Gd_, Gouvernail de direction latérale; _HH_, Hélices;
_Pi_, Pilote; _M_, moteur.]

DIRECTION.--Un _gouvernail de profondeur_ constitué par deux plans
horizontaux superposés de 4 m. 50 de largeur sur 0 m. 75 de
profondeur, séparés par une distance de 0 m. 80. Entre ces deux plans,
deux ailes verticales, en forme de demi-lune, donnent point d'appui à
l'action du gouvernail de direction latérale situé à l'arrière du
biplan.

Ce gouvernail de profondeur situé à 3 mètres en avant des surfaces
portantes et à environ moitié de la distance qui les sépare est porté
par l'extrémité recourbée des patins qui supportent le biplan et
facilitent son atterrissage.

Le _gouvernail de direction latérale_, situé à 2 m. 50 en arrière des
surfaces portantes, est formé de deux plans verticaux parallèles de 1
m. 80 de hauteur et de 0 m. 60 de profondeur, écartés l'un de l'autre
de 0 m. 50.

STABILISATION.--La stabilisation est réalisée par un gauchissement
d'une partie des extrémités arrière des surfaces portantes intéressant
une zone importante de ces surfaces (indiquée par un pointillé sur la
fig. 96).

Le pilote réalise ce gauchissement en agissant sur un levier qui
relève un côté des surfaces portantes, tandis qu'il abaisse l'autre
côté (dans la zone gauchissable). Le même mouvement du levier de
gauchissement actionne le gouvernail de direction latérale. De telle
sorte, qu'inversement, en actionnant le gouvernail pour virer, le
pilote gauchit les surfaces portantes dans le sens propre à redresser
le biplan que le virage tend à faire incliner à droite ou à gauche.

La manoeuvre du gouvernail de profondeur situé en avant peut réduire
les mouvements de tangage du biplan. Elle provoque sa montée, sa
descente et facilite l'atterrissage en faisant frein de vitesse et
relèvement du biplan. Les oiseaux pour atterrir ont une manoeuvre de
corps et d'ailes analogue, mais infiniment plus souple et plus
puissante.

En résumé, ces directions donnent une grande facilité d'évolution au
biplan, mais elles sont brutales dans leurs effets et, pour bien les
utiliser, un long apprentissage est nécessaire.

Le pilote n'est pas bien maître de ses évolutions tant qu'une longue
pratique préalable n'a pas rendu ses manoeuvres en quelque sorte
instinctives... et, même alors, la moindre défaillance peut avoir pour
l'appareil et pour lui, des conséquences fatales.

DIMENSIONS EXTRÊMES.--Envergure 12 m. 50; longueur totale 9 m. 35.

FORCE MOTRICE.--Moteur à gazoline système Wright, sans carburateur
(par pulvérisation directe du carburant dans le cylindre), à 4
cylindres (diamètre, 106 millimètres; course, 102 millimètres) pesant
90 kilogrammes. Allumage par magnéto, refroidissement par circulation
d'eau. Force: 25 HP; nombre de tours à la minute: 1.350. Emplacement
sur le plan inférieur sustentateur: _à droite du pilote_.

Cette force motrice actionne deux hélices propulsives, et de même pas
du système Wright. Elles tournent en sens contraire. Diamètre: 2 m.
60. Nombre de tours: 450 à la minute (par une démultiplication du
nombre de tours du vilebrequin du moteur.) Transmission par chaînes
croisées conduites en tubulures. Emplacement: derrière les surfaces
portantes.

[Illustration: FIG. 99

Pylône de lancement du biplan WRIGHT.]

POIDS TOTAL EN ORDRE DE MARCHE: 450 kilogrammes. Le biplan porte
aisément un passager lourd en plus du pilote et les épreuves ont
montré qu'il peut se soutenir pendant plus de 2 h. 20, couvrant
pendant cette durée une distance de 124 kilomètres 700 (31 décembre
1908, à Auvours, Coupe Michelin 1908, record du monde de durée et de
distance pour 1908)[29].

         [Note 29: Les perfectionnements apportés au biplan Wright en
         1909 et 1910 ont encore augmenté les capacités aviantes de
         ces aéroplanes.]

DISPOSITIF DE DÉPART ET D'ATTERRISSAGE.--À défaut d'un plan incliné de
lancement, l'aéroplane Wright se lance en terrain plat sur un rail par
la chute d'un poids de 700 kilogrammes, disposé dans un pylône spécial
(fig. 99).

Cette propulsion violente donne au biplan une très prompte envolée sur
un fort court trajet. L'appareil semble s'élancer dans l'air d'un bond
avec une séduisante aisance, et réellement ce mode de lancement lui
épargne les efforts de départ inévitables dans tous les types
d'aéroplanes à lancement par train de roulement.

Mais en revanche, le dispositif de pylône et de rail lie l'aéroplane
Wright à son port d'attache ou l'oblige à se rendre dans un autre lieu
muni du même mode de lancement ou possédant les moyens de
l'improviser. Et même en ce cas, le pilote sera désemparé, si, en
cours de route, il est obligé d'atterrir parce qu'il ne pourra plus
repartir sans créer d'abord, au lieu quelconque où il se sera arrêté,
un dispositif du pylône et de rail avec câble, chariot à galets
portant le biplan, etc.

Malgré son élégance, ce mode de lancement est donc si restrictif de
l'emploi pratique du biplan américain, qu'on ne s'explique pas comment
les frères Wright commencent seulement aujourd'hui, c'est-à-dire après
quatre années d'usage de leur modèle, à se résigner à l'alourdir d'un
châssis de roulement comme ceux que les constructeurs français ont
créés dès le début de leurs essais.

L'adjonction de ce train de roulement _indispensable_ alourdira le
type Wright de 50 à 60 kilogrammes et entraînera sans doute des
modifications assez notables dans les caractéristiques de l'appareil,
mais sans changer ses principes.

Les caractéristiques énumérées ci-dessus sont celles du deuxième
modèle Wright de 1908, qui permit les célèbres expériences du camp
militaire d'Auvours, près le Mans.

Pendant la campagne de 1909, les Wright ont obtenu d'autres grands
succès avec un modèle presque semblable, mais légèrement réduit. Il
n'a que 11 mètres d'envergure, 42 mètres carrés de surfaces portantes,
et les hélices n'ont que 2 m. 50 de diamètre. Toutes les autres
caractéristiques sont celles du type de 1908. C'est ce modèle de 1909
auquel les aviateurs-constructeurs américains ont adapté un châssis
amortisseur de roulement du système Voisin.

En vertu d'une licence de fabrication accordée par les frères Wright,
les «Ateliers des constructions navales» de Dunkerque construisent des
biplans qui ont été montés notamment par le comte de Lambert et M.
Tissandier, élèves des inventeurs et par M. Baratoux.

On voit que le comte de Lambert avec cet aéroplane a fait pendant la
grande semaine de Port-Aviation (octobre 1909) le voyage de
Juvisy-Paris et retour à Juvisy, virant autour de la tour Eiffel, à
plus de cent mètres au-dessus de son sommet. Cette sensationnelle
randonnée fut le gros événement d'aviation de l'année 1909, surtout
par la hauteur atteinte. Mais quelques semaines plus tard, Paulhan
accomplissait un aviat d'égale hauteur, et coupait l'allumage pour
descendre en une superbe planée.


|École française.|

|Biplans et Monoplans.--Appareils Voisin.|

Tandis que les frères Wright poursuivaient en Amérique dans le plus
grand secret leurs études, d'abord, de 1900 à 1903, ensuite leurs
constructions et leurs tentatives de vente de leur invention, de 1903
à 1906, Ferber, puis la pléiade des premiers chercheurs français, tels
que Voisin, Archdeacon, Blériot, etc., auxquels il faut ajouter le
sympathique Brésilien presque plus Parisien qu'étranger:
Santos-Dumont, recherchaient au grand jour la solution du problème de
l'aviation et faisaient tant d'émulés par leurs éclatantes
démonstrations que les «plus lourds que l'air» furent vite nombreux.

Nous avons déjà signalé comment Ferber, dès 1905, aurait été le
légitime triomphateur de cette course au génie de l'aviation, si
l'autorité militaire n'avait pas entravé ses travaux.

Santos-Dumont arriva bon premier chez nous par les aviats du 14 _bis_
en 1906. Il est inutile de décrire plus exactement que nous ne l'avons
fait déjà cet appareil, puisqu'il l'a lui-même abandonné, et qu'il
triomphe encore aujourd'hui avec un monoplan dont nous parlerons plus
loin, et qui détient le record du faible volume et de la légèreté.

Progressant parallèlement dans deux voies différentes après une courte
association préalable, Voisin et Blériot, si justement couronnés
ensemble par l'Académie, ont créé en quelque sorte l'école française
des monoplans et des biplans.

Nous allons donner les caractéristiques de leurs modèles, et celles
des principaux appareils qui rivalisent avec les leurs en suivant
l'ordre chronologique de leurs créations.

BIPLANS VOISIN.--Le premier biplan français qui donna des résultats
tout à fait marquants, puisque après avoir réalisé des aviats de 25,
35, 50 et 60 mètres, il effectua en novembre 1907 un parcours de 500
mètres, sortait des ateliers Voisin-Blériot; il était monté par le
sculpteur Léon Delagrange (Delagrange nº 1). Nous nous abstiendrons de
l'analyser car il fut bientôt remplacé par un type construit sur les
mêmes principes mais plus perfectionné.

[Illustration: FIG. 100, 101 et 102

BIPLAN VOISIN, type _Delagrange_, _II_ et _III_.--_G p_, Gouvernail de
profondeur; _S p_, Surfaces portantes; _CC_, Cloisons verticales;
_Pi_, Pilote; _M_, moteur; _H_, Hélice; _P S_, Plan stabilisateur; _G
d_, Gouvernail de direction latérale; _R_ _r_; Roues et Roulettes.]

Mieux connu par les belles épreuves dans lesquelles il se signala, le
type d'aéroplane biplan dénommé _Henri Farman nº 1_, du nom de son
pilote Henri Farman (fig. 103), avait les caractéristiques suivantes:

SURFACES PORTANTES.--Deux plans cintrés superposés de 10 mètres 20 de
largeur sur 2 mètres de profondeur, séparés par une distance de 1 m.
50 et formant avec l'horizon un angle de 6 à 8°.

La surface totale de ces deux plans atteint 40m,80 carrés; ils sont
légèrement concaves, en forme de V très ouvert mais par une courbe
élégante; c'est-à-dire sans angle.

DIRECTION.--Un _gouvernail de profondeur_ constitué par deux plans
horizontaux situés au niveau de la surface portante inférieure et en
avant de celle-ci à l'extrémité d'un court fuselage de 4 mètres qui
les sépare et les supporte.

LE GOUVERNAIL DE DIRECTION LATÉRALE constitué par un plan vertical, se
trouve à l'extrémité arrière du biplan.

STABILISATION.--La stabilisation de ce biplan est faite
automatiquement par une cellule caudale de 3 mètres d'envergure et de
2 mètres de profondeur dont les deux plans, supérieurs et inférieurs,
incurvés comme ceux des surfaces portantes, sont distants de 1 m. 50
et reliés aux extrémités, à gauche et à droite de l'appareil, par des
plans de toile verticaux.

Cette queue stabilisatrice, préconisée par Pénaud et Tatin pour jouer
un rôle stabilisateur analogue à celui de la queue de l'oiseau,
remplit parfaitement cet office.

Dans tous les biplans et monoplans français, elle équilibre si bien
l'aéroplane qu'un débutant, après quelques essais, conduit aisément un
avion et se sent, après une courte pratique, en pleine sécurité.

Néanmoins, il faut signaler que dans beaucoup de biplans,--presque
dans la plupart,--elle n'est pas considérée comme un organe
exclusivement stabilisateur, ainsi que Tatin le recommande, mais comme
concourant à la sustentation de l'ensemble de l'aéroplane, puisque ses
plans horizontaux sont incurvés comme ceux des surfaces portantes et
possèdent le même _angle d'attaque_.

Dans l'énoncé des caractéristiques, on a coutume d'ajouter les
surfaces des plans horizontaux de cette queue à celles des surfaces
portantes proprement dites, ce qui démontre bien qu'on les tient pour
sustentatrices... Des essais comparatifs,--qui sont encore à
faire,--avec des moyens de mesure _ad hoc_, pourront seuls déterminer
avec précision, si la neutralité de la surface ou des surfaces
stabilisatrices, en tant que soutènement, doit prévaloir contre
l'opinion qui tend à les faire concourir à la sustentation par leur
incidence et par leur incurvation.

Assis au milieu du plan inférieur de sustentation, près du bord
antérieur, le pilote occupe une position très rationnelle, puisqu'il
repose au point où le maximum d'effort de sustentation se produit. Ses
organes de gouverne sont devant lui, et, derrière lui, le moteur.

DIMENSIONS EXTRÊMES.--Envergure: 10 m. 20. Longueur totale: 12 mètres.

FORCE MOTRICE.--Moteur _Antoinette_ de 40/50 HP (8 cylindres); nombre
de tours: 1.000 (80 kilogr.) _Emplacement_: derrière le pilote.

Ce moteur actionne une hélice _Voisin_ métallique à deux branches de 2
m. 10 de diamètre et de 1 m. 10 de pas, en prise directe sur l'arbre
du moteur; elle donne donc 1.000 tours à la minute, derrière les
surfaces portantes et entre elles.

POIDS TOTAL EN ORDRE DE MARCHE: 520 kilogrammes.

DISPOSITIF DE DÉPART ET D'ATTERRISSAGE.--Un châssis de roulement
amortisseur formé de tubes d'acier portant sur deux roues de
bicyclette, à bandages pneumatiques (diamètre 0 m. 50), sous le plan
sustentateur inférieur, et deux roues semblables mais plus petites (0
m. 30 c. de diamètre) placées sous l'avant de la cellule
stabilisatrice caudale.

Cet appareil a fait jusqu'à 770 mètres à Issy dans ses premiers
essais (26 octobre 1909). Puis 1.030 mètres en circuit fermé (9
novembre 1907.) Enfin 1.500 mètres avec virage en 1 h. 33, le 15
janvier 1908 (à Issy).

Sur un autre type de biplan _Voisin_, très peu différent de celui de
Farman, Léon Delagrange, dès 1908, accomplit des aviats qui
enthousiasmèrent le monde de l'aviation et même le grand public.

Les figures 100, 101 et 102 représentent schématiquement ce type
d'aéroplane biplan qui eut deux modèles presque identiques: le
_Delagrange II_ et le _Delagrange III_, dont les caractéristiques sont
(p. 134):

SURFACES PORTANTES.--Envergure, 10 mètres; profondeur, 2 mètres;
distance verticale des plans, 1 m. 50; soit 40 mètres carrés de
surfaces portantes proprement dites.

On remarquera que les deux plans sustentateurs sont cellulaires;
c'est-à-dire réunis aux extrémités et à environ 2 mètres de celles-ci
par des plans verticaux (_cccc_) formant cellules.

Si l'on ajoute à ces 40 mètres carrés de surfaces portantes proprement
dites, les surfaces horizontales de la cellule stabilisatrice arrière,
qui a 2 m. 10 d'envergure et 2 mètres de profondeur, on obtient le
total de 48 mètres carrés.

DIMENSIONS EXTRÊMES.--Largeur ou envergure, 10 mètres. Profondeur ou
étendue totale de l'aéroplane, 12 mètres.

DIRECTION.--Les organes de direction des _Delagrange II_ et _III_ sont
les mêmes que ceux du _Farman I_, mais un seul volant permet de
manoeuvrer le gouvernail de profondeur, monoplan, formé de deux
parties situées de chaque côté de l'extrémité avant du fuselage, et le
gouvernail de direction latérale situé dans la cellule stabilisatrice
arrière (_plan vertical_).

Le pilote est assis dans le fuselage, en avant des surfaces portantes.

STABILISATION.--La stabilisation est la même que dans le biplan
_Farman I_.

FORCE MOTRICE.--Constituée par un moteur _Antoinette_ à 8 cylindres de
40/50 HP qui tourne à 1.050 tours et se trouve placé derrière le
pilote, la force motrice actionne une hélice _Voisin_ à 2 pales, de 2
m. 31 de diamètre, et de 1 m. 40 de pas, en prise directe sur l'arbre
du moteur (1.050 tours). Cette hélice est propulsive derrière les
surfaces portantes.

LE POIDS TOTAL EN ORDRE DE MARCHE atteint 530 kilogrammes.

LE DISPOSITIF DE DÉPART ET D'ATTERRISSAGE est un châssis amortisseur
analogue à celui du biplan _Farman I_.

Avec ces types de biplans, Delagrange a conquis, le 11 avril 1908, la
Coupe Archdeacon par un aviat de 3.925 mètres en 6'30" à Issy.

Sur le même champ de manoeuvres, il couvrait le 30 mai suivant, 12
kilomètres 750 mètres en 15'25". Un peu plus tard, le 23 juin, à
Milan, 14 kilomètres 270 mètres en 18'30".

Le 4 février 1909, le capitaine Ferber pilota ce biplan avec
Legagneux.

       *       *       *       *       *

La plupart des biplans français sont des copies ou des dérivés plus ou
moins directs des types de biplans précités construits par les frères
Voisin. Ceux-ci créent sans cesse des aéroplanes qui se signalent par
les aviats de leurs pilotes et que le public ne connaît point sous
d'autres noms que ceux de ces aviateurs plus ou moins célèbres. On
dit: le _biplan Farman 1 bis_; le _biplan Delagrange III_; le _biplan
Gobron_; l'_Octavie nº 3_ (Paulhan); le _Daumont I_ (Gaudart), etc...
Un grand nombre de ces appareils ne diffèrent d'ailleurs les uns des
autres que par quelques détails: tel est muni d'un _moteur Gnome_ au
lieu d'un _moteur Voisin_; tel autre emprunte sa force à un _moteur
Itala_ (_R. Henri Fournier_), à un _Vivinus_ (_B. Hansen_), à un
_Renault_, ou à un _E. N. V._ (_G. Rougier_).

[Illustration: FIG. 103

Ancien Biplan FARMAN en plein vol, à 6 mètres de hauteur.]

Les frères Voisin se prêtent à toutes les combinaisons qui leur sont
demandées, s'appliquent à réaliser les modifications ou les
innovations qu'on veut étudier dans leurs ateliers, et recherchent
eux-mêmes constamment de nouveaux dispositifs.

MONOPLANS BLÉRIOT.--Entre l'_Avion_ d'Ader et les premiers aéroplanes
de Blériot, il convient de signaler suivant le «Stude Book de
l'Aviation»[30], le _Vuia nº 1_ et le _Vuia nº 1 bis_, monoplans
conçus et construits par M. Trajan Vuia, docteur en droit de la
Faculté de Budapest (Hongrie), qui effectuèrent à Montesson, à Issy et
à Bagatelle quelques petits parcours de 4 à 24 mètres en 1906.

         [Note 30: A. DUMAS. _Ceux qui ont volé et leurs appareils._
         Stude Book de l'Aviation.]

Louis Blériot, déçu par de vains essais d'aviation au moyen
d'ornithoptères, revint pourtant à l'étude des aéroplanes biplans avec
Voisin, puis essaya seul une série de monoplans, tels que le _Blériot
IV_, dont les aviats furent insignifiants et qui se brisa dans un
atterrissage, le _Blériot V_ (type de monoplan de Langley), qui
parcourut jusqu'à 150 mètres en 10' le 25 juillet 1907, et le _Blériot
VI_ qui fit 184 mètres le 17 septembre de la même année, à Issy.

Deux mois plus tard, ces encourageants résultats furent dépassés à
Buc, par l'aviat de 600 mètres (16 novembre 1907) d'un monoplan
construit par M. Robert Esnault-Pelterie, type d'aéroplane sur lequel
nous reviendrons plus loin.

Mais le même jour, à Issy, et le 6 décembre 1907, un nouveau monoplan
du persévérant constructeur: le _Blériot VII_, couvrait 500 mètres en
ligne droite, puis avec virage (6 décembre).

Presque en même temps, le 17 novembre, sur le même champ de
manoeuvres, Santos-Dumont parcourait 200 mètres avec un tout petit
monoplan: le _Santos-Dumont XIX_, premier type de la _Demoiselle_ qui
devait accomplir de si beaux aviats en 1909.

L'ordre chronologique des expériences appelle encore la mention d'un
monoplan de M. de la Vaulx, construit par Mallet et expérimenté à
St-Cyr (50 et 70 mètres de parcours en novembre 1907). Puis celle du
monoplan de MM. Gastambide et Mangin (Levavasseur), construit par la
Société Antoinette (150 mètres le 13 février 1908 à Bagatelle), qui
fut le premier type de la série si triomphante des _monoplans
Antoinette_.

À Buc, le 8 juin 1908, un second modèle de M. Robert Esnault-Pelterie,
le _R.E.P. II_, parcourut 800 mètres. Mais ce «record» ne fut pas
longtemps en sa possession: les types de monoplans _Blériot VIII_ et
_VIII ter_ couvrirent bientôt 700 mètres (29 juin 1908 à Issy); 900
mètres (10 septembre 1908 à Issy); 4 kilom. 500 (le 9 octobre). Enfin,
le voyage Toury-Artenay et retour, avec deux escales, représentant un
parcours de 14 kilomètres exécuté en 11 minutes, consacra les mérites
du modèle Blériot le 31 octobre de la même année[31].

         [Note 31: Le premier voyage de ville à ville avait été
         effectué un mois auparava

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