Le vol sans battement/Aspiration
ASPIRATION
D’abord, qu’entend-on par aspiration.
Première difficulté. Il est déjà difficile de s’entendre sur la définition du titre du sujet.
Sur ce point diffus, comme sur toute question indécise, il flotte un voile qu’il s’agit d’enlever.
Que peut signifier ce mot aspiration ? mot qui a parfaitement pris cours dans le monde qui s’occupe d’aviation.
Nul ne le sait au juste. Littré, qui a définition à tout, ne l’a pas envisagé sous cet aspect. Voyons alors nous-mêmes ce que nous pourrions dire sur ce sujet.
Le mot aspiration semble vouloir dépeindre l’action d’attirer un corps par l’entraînement d’un courant aérien ; on aspire l’air par opposition à l’expiration, au souffle qui le rejette. C’est bien ce qu’on entend par aspiration dans le langage usuel. J’aspirais avec plaisir les senteurs du matin. Mais, en aviation, ce n’est pas cela du tout ; le mot a une autre signification. Il a été créé, autant que j’ai pu le savoir, à l’origine de cette science, pour répondre à un besoin.
Nadar, de La Landelle, Ponton d’Amécourt, les ancêtres en un mot, voyant l’oiseau de mer pénétrer le courant aérien sans être mu par aucun propulseur, ne trouvèrent rien de mieux que de dire qu’il est attiré, qu’il y a aspiration.
Attiré par quoi ? Aspiré par qui ?
La réponse a toujours été : mystère, phénomène inexpliqué ; ils ne sont pas allés plus loin.
Cette réponse ne peut nous suffire ; nous devons chercher à en donner une autre plus sérieuse.
Nous avouons n’aborder cette question qu’avec les affres de la peur, la considérant comme la plus compliquée, la plus difficile à élucider de l’aviation. L’effroi qu’elle cause est produit par le côtoiement constant de la bêtise, qui est un voisinage qui paralyse la pensée et l’entrave, non seulement dans son exposé, mais même dans sa conception.
La nature est tellement forte dans ce phénomène que sa démonstration constante, son expérimentation de chaque instant devant nos yeux n’amène à notre entendement ni l’explication ni la croyance.
Nous ne voulons pas en croire nos yeux ! Cependant, lorsque, à force d’observer, on s’habitue par la fréquence à envisager ce phénomène, il vient à l’esprit l’idée de se l’expliquer : ce que nous allons essayer de faire et cela avec toute la sincérité et la naïveté possibles ; nous disant qu’un pionnier de l’air doit oser dire ce qu’il pense.
C’est donc ce phénomène paradoxal d’un corps pénétrant un courant que nous allons envisager ; c’est l’oiseau allant à contre-sens du sens naturel où il doit aller, où doit l’entraîner le courant d’air ; et cela sans développement de force, sans battement d’ailes, sans aucun acte de propulsion en avant, que nous allons essayer d’expliquer.
Les phénomènes de l’aspiration sont très nombreux. Il y en a qui sont simples et ily en a d’excessivement compliqués.
Etablissons d’abord par quelques exemples des de cas vol aspiré.
Comme j’écris pour les autres et non pour moi, comme il ne me reste d’autre rôle en ce bas monde que de raconter ce que j’ai vu et d’enseigner ce que je sais, comme c’est pour Paris que j’écris, ou pour mes confrères habitant les grandes villes — j’allais dire des caves — tous aviateurs qui en sont réduits à combiner dans leur cerveau des actes de vol, n’ayant rien devant leurs yeux de ce qui compose la splendide Nature, je vais donc retracer pour eux quelques exemples de ce qu’on appelle l’aspiration.
Je prie le lecteur de vouloir bien me suivre. Nous montons sur ma terrasse : c’est un excellent observatoire.
Nous sommes au mois de janvier, il fait un fort vent du Sud, froid comme les bises noires de l’Europe, à secousses violentes. J’ai manqué être renversé. Mon chat Microbe s’est retenu juste à temps pour ne pas tomber ; faits qui indiquent la force du vent.
J’ai là bien pu voir ; j’ai bien étudié ce point de l’aviation qui rend perplexe. Je parle sans l’ombre d’idée préconçue.
Ce sont les milans qui sont les modèles : il y en a constamment en vue.
Les milans, par ce temps et à cette époque de l’année, ont pour objectif de surveiller leur territoire de chasse : l’accouplement est commencé. Quand la femelle est au vol, le mâle la suit de près. Elle reste perchée la moitié du jour sur un point élevé ; pendant ce temps le mâle parcourt la surface qui est son domaine et ne s’en éloigne pas. On peut dire que ces oiseaux ne se perdent pas de vue, on le remarque aux cris d’avertissement qu’ils s’adressent de temps en temps.
Ainsi font les deux vieux couples mes voisins.
On voit cependant quelques milans très haut dans les airs. Ils semblent être par paire : ce doivent être des jeunes non fixés.
Ces conditions de vie expliquées, voyons leurs manœuvres.
Leur but est double : surveiller d’abord leur territoire, puis chasser pour vivre ; ils n’ont donc pas à produire le vol de grande course, mais au contraire à résister au vent sur place, sans s’éloigner, ce qui facilite singulièrement l’étude du cas que nous étudions. Aussi se bornent-ils à avancer contre le vent, les pointes des ailes fortement portées en arrière. Quand le coup de vent arrive, ils lui résistent en s’abaissant beaucoup.
La hauteur moyenne à laquelle ils se tiennent est de cent cinquante à deux cents mètres ; pour esquiver le recul ils s’abaissent de cinquante à cent mètres et tirent des bordées obliques.
Ce sont ces bordées en travers qui embrouillent l’analyse. C’est peut-être dans cette partie de la course qu’on peut penser que s’emmagasine la force du coup de vent.
L’analyse est bien difficile ; c’est, en tous cas, l’explication qu’on pourrait donner à la rigueur de cette manœuvre ; mais que dire quand ils avancent simplement, immuablement, toujours, sans effort contre le vent ; sans s’abaisser, sans s’élever : on dirait que le vent les attire.
Décidément, je sens que cet exemple ne persuadera pas : le milan n’est pas un professeur explicite ; ses actes de vol démontrent mais n’expliquent pas. Cherchons dans le monde des oiseaux un acte d’aspiration moins difficile et plus analysable.
Le planement en rond dont il est parlé au chapitre du vol à la voile est-il plus concluant[1] ? Non, il n’implique pas forcément l’aspiration : elle peut être niée. Il y a dons l ’économie de cette manœuvre une foule de rapports qui ne rendent pas d’une absolue nécessité le besoin d’admettre l’aspiration.
Pour trancher la question, nous allons présenter un cas où il n ’y a pas moyen de tergiverser, car c’est un vol toujours contre le vent.
Cet oiseau est, je crois, complètement inconnu, au moins dans ses manœuvres. Je ne l’ai vu que trois fois, mais comme compensation je me suis trouvé, comme longueur de temps et comme position, dans d’excellentes conditions d’étude.
Page 22 de l’Empire de l’Air se trouve l’énoncé, en quelques lignes, d’une manœuvre extraordinaire produite par deux aigles. Cette observation, qui est d’une importance énorme par l’horizon qu’elle ouvre à l’aviation, était d’une rareté telle qu’elle amenait le doute. Je me suis souvent demandé si j’avais bien vu. Si des milans ne l avaient ébauchée de temps en temps, je n’aurais pas osé, malgré tout l’intérêt qu’elle comporte ; une évolution entrevue une fois seulement n’est pas dans des conditions traditionnelles de présentation.
Me trouvant, il y a quelques années, en partie de chasse aux canards sur le Nil, j’eus tout à coup en vue quatre grands oiseaux que nos coups de fusil avaient fait envoler. Ils restèrent visibles une grande partie de la journée. Avec de très fortes jumelles je pouvais les rapprocher assez pour bien préciser l’espèce et les étudier avec facilité. C’étaient des balbuzards, variété africaine, les mêmes oiseaux que celui qui est décrit page 168 au tableau Aquila, sous le nom de Pandion fluvialis[2].
J’ai toujours affiché un culte spécial pour le grand vautour, mais je dois dire que depuis ce jour mon admiration est partagée : cet oiseau en a accaparé la bonne moitié.
Voici, autant qu’il est possible de dépeindre le mouvement avec des mots, comment se meut dans les airs ce brillant voilier.
La brise était faible : vent de sept à huit mètres à peu près. Après quelques battements pour les enlever des bords plats du fleuve, ils se mirent à planer. Quelques cercles les transportèrent à une cinquantaine de mètres de hauteur, et c’est à partir de ce point qu’ils employèrent le vol particulier que je vais décrire et qui leur est, pour moi, absolument spécial.
Sans jamais se retourner, ils tinrent tête au vent, avançant sur lui sans jamais donner un coup d’ailes, et, à certains moments, présentaient très franchement un angle qui les élevait de dix à vingt mètres ; puis, sans baisser, repartaient contre le courant d’air. Cet exhaussement avait lieu environ toutes les deux ou trois minutes ; il concordait probablement avec une onde de vent rapide qui passait, que l’oiseau utilisait pour s’élever.
Ils montèrent ainsi tellement haut, que je les perdis de vue, mais on comprenait à leurs cris qu’ils descendaient le fleuve et que, de là-haut, ils surveilleraient leur proie, soit poissons, soit canards.
La note particulière de ce vol intéressant est la fixité, la tenue dans une couche horizontale de vent. Non seulement ce pandion est toujours absolument vent debout et il avance sur lui, mais ce qu’il y a de particulier, et que ne possèdent pas les grands vautours, c’est la faculté qu’il a de se tenir toujours au même niveau. Les gyps ont moins de tenue horizontale que ces oiseaux ; ils cèdent plus facilement devant la nécessité ; ils s’abaissent sans honte par une immense embardée pour satisfaire aux besoins de la lutte contre le courant. Le pandion, au contraire, semble avoir pour point d’honneur de ne jamais baisser.
C’est bien le vol le plus méthodique, le plus démonstratif qu’on puisse rêver. Il ne cède à rien, ne recule devant rien ; sa vitesse est toujours la même, sa direction invariable, bien autrement rigide que celle des vautours. Quand il monte, c’est avec une netteté de soldat à l’exercice ; l’évolution est simple, sans ambages, visible, d’une analyse facile, élémentaire ; on pourrait dire : une avancée lente contre le courant à laquelle succède une élévation, elle aussi contre le courant ; aucun orbe, aucun recul : c’est le vol mécanique.
Que peut-on désirer de mieux comme aspiration ?
L’étude de cet oiseau fait entrevoir que la science du vol est plus vaste qu’on ne le suppose. Il ne serait pas impossible que les grands volateurs inconnus aient à leur disposition des procédés nouveaux. Il reste encore a étudier beaucoup de grands oiseaux, par conséquent ceux qui doivent nous offrir le plus d’intérêt : le gypaëte, que je ne connais pas assez comme détails d’actes de vol pour pouvoir en parler, ne lui ayant vu produire que le vol de parcours ; le grand autour de l’Afrique Centrale dont j’ai eu des plumes ; deux grands vautours peu connus de ces mêmes contrées. La harpie de l’Orénoque, les grandes cathartes des Montagnes Rocheuses ; enfin, les grandes variétés de condor.
Mais revenons à notre sujet.
Il est fort possible que ce soit le procédé qu’emploiera celui qui démontrera l’exactitude de ces pages, en réussissant à se servir d’un aéroplane. Ainsi, un appareil planeur pourvu d’une direction horizontale très active, peut, par un bon vent, réussir cette manœuvre et la reproduire avec beaucoup plus de facilité que celle des cercles. Elle est parfaitement dans notre entendement, n’offre que des difficultés d’un ordre que nous saisissons parfaitement ; bien mieux, à coup sûr, que le rond avec son temps d’abaissement où on ne sait pas au juste où on va.
Il y a un manque effrayant dans l’orbe qui est franchi par un excès de vitesse : c’est le second quart du rond, là où on est en train de se retourner. Dans le procédé vent debout, on se sent toujours porté, et si le vent cesse on est toujours en position, soit pour le reprendre quand il viendra, soit pour aborder le sol dans d’excellentes conditions.
Ce que je viens d’exposer n’est pas une théorie, c’est tout simplement le récit d’une expérience rare, produite par un oiseau rare, qui éclaire l’aviation d’un jour nouveau.
Mais continuons, ou pour mieux dire, revenons à ce problème irritant : l’aspiration.
Pour faciliter l’analyse, la compréhension, aidons-nous de quelques expériences.
Nous prenons un petit ballon gonflé à l’hydrogène, un de ces ballons jouet. Nous l’équilibrerons au moyen d’une charge et le mettons dans un air absolument calme. Si alors nous envoyons sur lui un courant d’air bref, au moyen d’un tube dans lequel nous soufflons, si la distance est assez grande pour que la colonne d’air mise en mouvement soit plus grande que le diamètre du ballon qu’arrivera-t-il ?
Il reculera, n’est-ce-pas !
Hé bien, non, il reçoit le choc de cette colonne d’air sans reculer.
Cependant, ce même courant, s’il a à agir sur un duvet posé sur le sommet du ballon, l’entraîne avec une vitesse égale à la sienne, et n’a aucune action sur le gros corps sphérique du ballon qui est encore plus impressionnable que le duvet, car la plume a un poids, tandis que lui n’en a pas.
D’après cela, un ballon devait rester immobile dans un courant d’air ? Ce n’est pas ce qu’on observe, cependant ! Nous voyons les ballons se mouvoir avec environ la même vitesse que le courant d’air dans lequel ils sont, du moins, c’est ce qui semble être à première vue ; il doit y avoir un retard, mais à coup sûr, il est minime. On le démontre au moyen de duvets et on voit que le retard du ballon sur la vitesse du vent est très peu de chose.
Voici donc deux expériences qui semblent se contredire. Il n’en est rien, cependant.
Le ballon, s’il était pourvu d’une surface absolument glissante sur laquelle l’air n’aurait aucune prise, ne pourrait s’accrocher à rien ; le ballon, disons-nous, reculerait devant le coup de vent subit de la quantité juste qui correspond à l’arrivée de la contre-pression, car la pression avant a lieu avant celle d’arrière, puis une fois la contre-pression arrivée, théoriquement, il doit résister au courant d’air, poussé qu’il est également par l’avant et par l’arrière.
On voit en étudiant avec attention l’expérience que je viens de citer, que, quand il reçoit le coup de vent, il n’est entraîné que d’une quantité si minime qu’on comprend qu’il n’a obéi qu’au traînement produit par l’action de l’air sur l’appendice par où on le remplit, et sur le fil et le poids qu’on a employés pour l’équilibrer. Il est visible, il saute aux yeux, que le grand effort de l’air sur une face a été équilibré par une contre-pression absolument égale à la pression qu’il a reçue : cela se voit au petit mouvement de recul auquel succède le retour en avant, qui est le premier effet de la contre-pression.
Si un ballon jouet de caoutchouc recule, lui que la tension du gaz a rendu presque lisse, qui est verni, par le seul fait de ses petites imperfections, à plus forte raison un gros ballon, reculera-t-il, puisqu’il est garni du haut en bas d’imperfections : filet, cordes, nacelle, toutes choses sur lesquelles l’air a une grande prise et qui sont, par cela même, autant de voiles sur lesquelles il agit. La nature elle-même de la surface de l’aérostat n’est pas heureuse pour éviter le traînement ; on s’en convaincra en passant la main sur un ballon jouet et on voit que, malgré son vernis, il est loin de posséder les mêmes qualités de glissement que celles que possède l’oiseau. Prenez un grand volateur par le bec et passez la main dans le sens des plumes ; lissez-le, et le toucher vous convaincra de la perfection éminente de glissement de cette surface.
Dans l’étude de cette question de l’aspiration, ou, ce qui est tout un, de la valeur de la contre-pression, intervient un autre facteur qui est celui de la forme du solide.
La forme sphérique est-elle la forme la plus avantageuse ? Est-ce celle qui donne la contre-pression la plus sensiblement égale à la pression ?
Il semble, au point de vue théorique, que oui, que c’est celle qui, par ses formes absolument régulières, doit donner des résultats de décomposition de force absolument réguliers. Il est même probable que, si on pouvait produire une sphère douée d’un glissement pareil à celui de certains oiseaux à vol rapide, le martinet par exemple qui est imprégné d’une graisse puante mais éminemment lubrifiante, comme le martin-pêcheur, les canards et tous les oiseaux de grand vol, il semble, disons-nous, que le traînement serait presque négligeable. Un ballon ainsi construit serait très lent à mettre en mouvement et serait insensible, ou à peu près, au coup de vent.
Plus la perfection du glissement deviendrait grande, moins la mobilité deviendrait importante. L’immobilité du ballon devient absolue dans le courant d’air si, par la pensée, on lui donne une perfection de glissement absolue.
La nature nous fait quelquefois toucher du doigt la puissance de ce remous. — J’ai remarqué le fait suivant :
Il arrive souvent au printemps que les moineaux qui ont des nids se trouvent gênés par les pigeons. Ce voisinage les ennuie ; ils se fâchent, les attaquent à coups de bec et, souvent, quand ils sont bien animés, les poursuivent. En voyant voler un moineau de son vol naturel, on ne penserait jamais qu’il peut suivre un pigeon lancé à toute vitesse ; cependant il y réussit parfaitement. On voit souvent un pigeon, affolé par cette poursuite, se pousser en avant de toute la puissance dont il dispose et avoir derrière lui, comme attaché à sa queue, un moineau qui ne le quitte pas.
Jamais la célérité de ce petit oiseau n’est assez grande pour lui permettre cette chasse : cependant la réussite de cet exercice est patente.
Il se passe certainement ce fait, c’est que, quand le moineau a réussi à atteindre le remous formé par le déplacement du pigeon, il vole avec facilité dans cette atmosphère particulière, qu’il est probablement entraîné avec elle ; ce qui fait que c’est le pigeon lui-même qui lui fournit une partie de sa translation.
En poursuivant l’étude de cet ordre d’idées, de la contre-pression, on est poussé par la nature elle-même à aller plus loin. En se basant sur l’observation, on arrive à se demander : pourquoi n’a-t-elle pas employé dans ses œuvres la forme sphérique, malgré les brillants résultats donnés par l’expérimentation ? Pourquoi n’a-t-elle pas donné à l’oiseau la forme d’une boule ?
C’est là une question bien ardue, bien difficile à résoudre. La pensée, malgré des milliers de démonstrations, reste diffuse ; on n’ose s’exprimer. Cependant, comme nous sommes là pour énoncer ce que nous pensons et non pour nous cacher derrière des restrictions, nous aborderons franchement cette question.
Il serait peut-être possible que la nature ait choisi d’autres formes afin de faire jouir le volateur d’un léger bénéfice de poussée arrière ; bénéfice capable de neutraliser le traînement.
Il y a peut-être des formes qui donnent une contrepression supérieure à la pression.
Je dois avouer m’être offert, à ce sujet, une expérience qui, malgré qu’elle n’ait pas été couronnée d’un succès exact, demande cependant à être répétée, vu son importance, et surtout étant donné le peu de facilité que j’ai eue pour l’exécuter ; partant les imperfections dont elle a été forcément entourée. La voici :
Je pense que, si, dans le ballon sans aspérité, de forme sphérique, la contre-pression est exactement égale à la pression, il n’en serait peut-être pas de même si la face d avant était lisse et si la face d’arrière ne l’était pas ; en d’autres termes, si la face qui reçoit le courant était disposée pour le laisser passer le plus facilement possible, et si la face d’arriéré était agencée d’une manière adroite pour l’accrocher et le retenir.
J’ai donc pris un ballon jouet sur lequel j’ai collé, sur une des faces, du duvet ; il avait une couronne de plumes plus petite d’un tiers qu’une face du ballon, et au milieu de cette couronne l’appendice par où il avait été gonflé, qui lui-même faisait aspérité et aidait à l’action de retenue de la contre-pression. L’appareil, bien en équilibre dans l’air, a reçu de haut en bas, sur sa face lisse, un coup de vent lancé par un tube. Le résultat désiré, c’est-à-dire l’avancement contre le sens du courant, n’a pas été précis. L’expérience éait trop imparfaitement faite : c’est à reprendre. Il y a là un point intéressant à étudier.
Comme la nature n’a pas inventé le ballon, comme elle n’a jamais dans ses œuvres produit la sphère, elle a dû avoir une raison pour cela. Les êtres qu’elle a destinés à pénétrer avec succès les fluides, ont une autre forme ; c’est celle d’un cône allongé juxtaposé sur une demi-sphère.
Pour lui ressembler dans cette expérience il faudrait s’adresser à des ballons ayant la forme du corps d’un oiseau d’eau. On pourrait prendre comme type colymbus glacialis ou encore aptenodyter patagonica.
Où nous arrêterons-nous dans cette voie ? Où allons nous ?
— Juste à la limite de l’absurde.
Mais où est-elle cette limite ?
Il est de fait qu’on ne peut admettre exactement dans ce cas l’aspiration ; il est impossible de songer à un corps assez bien construit pour que la poussée arrière soit supérieure à la poussée avant : ce serait le bénéfice de force, le mouvement perpétuel trouvé ; l’oiseau perforant l’atmosphère malgré lui, ne pouvant plus s’arrêter, le ballon Juif-errant, le bateau marche-toujours. Ce serait l’absurde assurément.
Non, il n’est pas permis de songer à cela : là est une limite qu’on ne peut franchir.
Mais où s’éteint la raison ? ou commence l’insanité ?
Il semble qu’il n’y a pas à errer et que cette limite est à l’équilibre exact des forces, à la suppression absolue du traînement.
Que ces voies inconnues sont difficiles à suivre ! le sentier n’est bien tracé nulle part. On est constamment attiré d’un côté ou de l’autre par quelque fait qui, comme une fleur qu’on veut cueillir, vous met de suite hors du chemin. Ainsi, que sont ces observations, nombre de fois entrevues, dans lesquelles l’équilibre des poussées ne semble pas juste, et pour être exact je dois dire, dans lesquelles la poussée arrière s’établit franchement, comme dans le fait de l’oiseau projeté en avant par un arrêt subit du vent.
Lorsque l’oiseau, dans le ciel, hors de tout remous, est soumis à un courant d’air puissant et qu’il est en position pour lui résister, il est si bien construit comme solide et aéroplane qu’on peut considérer le traînement comme absolument nul. Si le vent cesse brusquement, la pression sur l’avant cessera et cependant la pression arrière continuera d’agir… pendant un temps au moins égal au temps que le vent emploie à parcourir la longueur de son corps. Ce déséquilibrement dans les poussées aura pour effet de lancer l’oiseau en avant avec une force… précisément pareille à celle qu’avait le vent. Comme raisonnement c’est un fait qui est encore à élucider, et, comme pratique, c’est un lancé assez violent pour qu’il produise l’effet non de l’aspiration, mais d’une véritable projection[3].
Les phénomènes aériens sont bien loin d’avoir été tous étudiés !
Il y aurait donc des instants, dans le vol, où l’aspiration existe réellement. Donc, essayez tout de même le ballon à couronne. J’ai entrevu quelque chose de curieux qu’il doit être intéressant d’étudier à fond.
Je sais qu’oser relater cet acte de vol est prêter le flanc à une critique bien dure. Je sais qu’il est de très bon genre de décider que telle question est une utopie et que telle autre est sensée, mais cela n’avance pas d’un pas l’étude de l’aspiration. Puis, si on n’avait osé passer par dessus beaucoup de ces questions jugées d’avance, est-ce que l’aviation elle-même serait née, car il n’y a pas encore longtemps elle était loin de faire prime ?
Je continue donc imperturbablement la recherche de l’aspiration, et je dis que, franchement, ce n’est pas tout ce que je pense : cette explication est loin d’être suffisante pour élucider le simple cas de l’oiseau qui avance immuablement, lentement, régulièrement contre le vent. Car il avance sans effort, qu’on le veuille ou qu’on ne le veuille pas.
Laissons les ballons et essayons d’un autre ordre de raisonnement, car je veux l’expliquer.
Je suis allé trop loin dans la mécanique de l’avenir. L’aspiration est un fait généralement moins compliqué que le sujet que nous venons d’effleurer. Laissons les ballons qui sont inertes, adressons-nous aux aéroplanes qui sont plus maniables que les oiseaux et dont les évolutions sont plus faciles à analyser.
Appuyons-nous sur la loi de l’attraction sur les corps en mouvement exposée dans l’Empire de l’Air, page 210, et, malgré qu’elle n’ait pas été acceptée par tous, nous en tirerons un bon parti, car, malgré tout ce qu’on pourra dire d’elle, elle nous expliquera les phénomènes qui se passent dans les corps qui se meuvent et concordera toujours avec leurs évolutions [4].
Nous nous établissons sur un fait précis, que tous connaissent ; c’est une base sérieuse celle-là et nous disons que :
Un aéroplane abandonné dans l’espace acquiert rapidement dans l’air calme un mouvement de translation uniforme.
Je suppose que tous connaissent l’aéroplane élémentaire en papier. Voici pour ceux qui l’ignoreraient comment je le construis :
Dessiner sur une feuille de papier ferme un carré long, soit : longueur 0ᵐ50, largeur 0ᵐ10 ; coller sur un des grands côtés une bande de carton bristol de 0ᵐ015 de largeur.
Laisser tomber cet appareil de quelques mètres de hauteur, mettant en bas la tranche qui possède le bristol ; et étudier sa marche. Corriger l’irrégularité du mouvement par un pli correcteur qu’on fait à la grande tranche libre. C’est un pli de 0ᵐ02 de largeur qu’on accentue ou qu’on efface jusqu’à ce qu’on soit arrivé à une marche régulière.
Sous l’action de ce pli régulateur la tombée perpendiculaire est transformée dans l’espace de quelques mètres de chute en une marche horizontale, ne baissant, quand l’appareil est bien construit, que de dix degrés environ.
Ceci est le principe de l’aéroplane charge : en avant, procurant une chute en avant, chute qui est transformée par le pli régulateur et le déplacement des centres de gravité et de pression en une course horizontale.
On peut ensuite essayer des formes diverses. Je me suis offert toutes les formes possibles, depuis le triangle jusqu’au rond, et, dans les formes d’oiseaux, depuis le carré parfait jusqu’à 25 : 1 ; type albatros exagéré. Toutes ces formes ont fonctionné.
Si, au lieu de faire voler cet aéroplane dans l’air calme, nous le faisons se mouvoir dans un courant d’air, cette vitesse est diminuée de la vitesse du courant. Ainsi, nous avons un aéroplane fixe dont l’ordonnée de vitesse utile est de 10 mètres de translation dans l’air calme, si on le fait fonctionner dans un vent de 5 mètres de rapidité à la seconde, il avancera contre le vent régulièrement, toujours, avec une vitesse de 5 mètres tant qu’il y aura de l’espace devant et au-dessous de lui, avec un angle régulier de chute minime : angle qui est particulier à chaque appareil et en relation avec la perfection de sa construction.
Ce n’est point de la théorie... C’est de la pratique. Admettez ou récusez cette loi comme explication de ce fait, il n’en reste pas moins une expérience précise. Au lieu de voir un déplacement du centre de gravité, voyez-y un déplacement du centre de pression de l’air sur l’aéroplane, le fait sera le même ; il n’y aura de changé que la manière d’exprimer ce phénomène. J’ai été amené à le présenter sous cette forme les considérations qui sont exposées au chapitre : Démonstration. Nous nous nous trouvons en face d’un corps pénétrant le courant sans être muni d’appareil propulseur. Répétez l’expérience avec un aéroplane bien fait, disposé pour filer bien droit, et la démonstration se fera devant vos yeux, d’autant plus régulièrement que la masse sera plus importante. Vous aurez un appareil mu par la pesanteur, activé par l’attraction, qui vaincra un courant de 5 mètres.
Ce que nous venons de dire d’un courant remonté de 5 mètres, nous pouvons l’appliquer comme explication à des courants de 6, de 8, de 10, de 12 mètres, etc., en transformant l'appareil.
Si nous chargeons plus à l’avant, le point d'équilibre entre sa chute et le déplacement des centres de gravité et de pression ne concordera qu'avec une vitesse plus grande ; alors le courant d’air surmontable pourra être plus actif. Les 5 mètres de courant remonté pourront être portés à 6, à 8, à 10, à x mètres, presque indéfiniment.
L’abatros semble pouvoir pénétrer un vent de tempête de 25 mètres à la seconde; inutile de dire sans effort, puisque c'est l’attraction qui le meut.
Au delà, les aéroplanes métalliques indiquent des vitesses énormes: un aéroplane à ailes en tôle et à corps de plomb, le tout du poids de 500 grammes et de 5 décimètres carrés de surface, que j’ai expérimenté au désert, a produit l’effet suivant : Abandonné d'environ cent mètres de hauteur, au moyen d’un cerf-volant, il se meut avec une vitesse qui semble être d'au moins cinquante mètres à la seconde. Il devient, par sa vélocité, un appareil très dangereux dont il faut absolument se garer. Cet aéroplane, dans sa marche, semble ne pas ressentir l’action du vent qui est de dix mètres environ de vitesse. Voici donc ce qu'on pourrait appeler de l'aspiration au premier chef.
Chez l'oiseau, aéroplane vivant, à surface variable, l'explication varie suivant le cas.
Si l'oiseau, qui est dans un courant d'air actif, ouvre trop les ailes, porte trop ses pointes en avant, il est enlevé, transporté en arrière et retombe la queue la première. Jamais l’oiseau ne fait cette manœuvre, si ce n’est quand il se bat ; alors elle est intentionnelle.
Quand l’oiseau dispose son aéroplane les pointes légèrement en arrière, d’une quantité exactement précise pour équilibrer la vitesse de l’air, il reste alors immobile. C’est le fait de l’oiseau de proie noble, qui étudie le gibier avant de plonger sur luit : crécerelle, pèlerin, aigle. Dans cet acte on remarque un mouvement constant de transport du centre de gravité. Les ailes s’ouvrent et se ferment d’une quantité minime, c’est vrai, mais cependant avec une célérité remarquable qui étonne. En voyant un aigle, qui est gros, qu’on étudie facilement, s’immobiliser dans le ciel, on voit qu’il n’y a pas une seule seconde sans déplacement de la pointe des ailes. Cela démontre l’irrégularité de la vitesse de l’air. Si le courant était régulier, il aurait vite fait de trouver le point juste de son équilibre : angle suffisant, légèrement exagéré pour détruire le traînement, et l’affaire serait faite. L’aigle resterait immobile et les pointes de ses ailes le seraient aussi ; mais l’air a des vitesses qui varient, d’après ce que le bout des ailes de cet oiseau nous raconte, à chaque seconde, et c’est pour suffire à l’équilibre de chaque instant qu’on le voit produire ce travail qui doit être d’une extrême difficulté. Au reste cette immobilité dans l’espace n’est produite que par une seule famille d’oiseaux ; on pourrait même dire qu’elle n’est bien exécutée que par les individus de cette branche qui pèsent au moins 2.500 grammes. Ceux qui ont moins que ce poids ne la réussissent pas bien ; ils mélangent au planement de nombreux battements. C’est, en somme, une manœuvre peu usitée de la gent ailée.
Maintenant, si l’oiseau met ses pointes en arrière d’une quantité supérieure à celle qui est utile pour équilibrer la vitesse du courant aérien, il le pénètre.
C’est le cas qui nous occupe, c’est l’aspiration. On peut donc considérer dans ce cas le courant d’air comme nul et l’oiseau animé d’une vitesse faible qui est cet excédent.
On saisit bien cela. Ce que nous venons d’énoncer est facile à comprendre.
Il nous reste maintenant à expliquer l’absence de chute chez les aéroplanes animés ; explication qui, malgré qu’elle sorte du sujet, est bien en place ici.
Cet acte est relativement simple :
L’oiseau qui remonte le courant dispose son aéroplane pour choir avec une vitesse plus grande que n’est rapide le vent qu’il pénètre : ainsi, s’il a un courant de dix mètres à vaincre, il disposera ses ailes de manière à aller, si le temps était calme, avec une vitesse de quinze mètres ; dix mètres de vitesse sont détruits par la force du vent, il lui reste donc une vitesse utile, propre de cinq mètres, qui est celle qu’ont ordinairement le milan en chasse, la mouette suivant un vapeur.
A cette allure, l’oiseau baisse, tombe, choit d’un angle de 10 degrés environ. En y réfléchissant on voit que c’est peu ; mais il n’en faut pas moins pour qu’au bout d’un certain parcours, assez difficile à calculer, il ne soit arrivé à terre. Il n’en est rien cependant.
L’oiseau est un aéroplane animé, non seulement mobile, parfait comme construction, mais encore suprêmement adroit ; il se sert de son adresse pour vaincre l’attraction. Il met en lutte cette terrible force avec une puissance qui est plus forte qu’elle dans l’espace : avec le vent.
Que fait-il ? Quelles sont ses manœuvres ?
Bien peu de chose ; tellement peu, qu’il faut être presque initié à la science de l’oiseau pour le voir. Il a ordinairement recours au moyen suivant : une pression donnée par la queue qui imprime une direction à l’aéroplane, le change de plan, transforme sa chute en translation horizontale ou ascendante. Cette pression est très souvent indiscernable ; cet effort de l’appareil caudal ne peut se voir. Quand l’oiseau n’a pas de queue nous avons déjà vu qu’il remplace son action par la suivante, qui, elle, est parfaitement visible : transport en avant ou en arrière de son centre de gravité ; en avançant ou en reculant les pointes de ses ailes. En les avançant, il retarde son vol et s’élève ; en les reculant a l’arrière, il l’accélère et tombe.
L’oiseau ne borne pas là son adresse ; pour se sustenter, pour remonter à l’altitude moyenne de son vol, il utilise toujours les grandes ondes rapides du vent. Dans l’instant du passage de cette onde l’avancement est laborieux ; il serait peu judicieux de chercher à la pénétrer naïvement à moins d’y être forcé. L’oiseau qui vole pour voler, pour chasser, pour guetter l’occasion, pour stationner toujours en l’air, comme le milan par exemple, utilise l’action active de cette onde pour remonter à la hauteur où il se tient ordinairement. Ces actes de pénétration du courant sont-ils ce qu’on nomme l’aspiration ?
Il semble presque que oui.
En tous cas ces explications doivent satisfaire comme mécanique.
Comme mécanique : les lois de l’attraction ne sont violées que par le vent.
Voici donc ce qu’on nomme généralement l’aspiration expliquée : l’oiseau pénétrant le vent, poussé contre lui par une force qui était inconnue et qui se trouve être tout simplement l’attraction.
Voyons maintenant quelques cas difficiles :
Ceux qui observent — hélas, ils sont bien rares — ont tous vu sur mer le spectacle charmant mais tout à fait incompréhensible des goélands et des mouettes suivant un paquebot, réglant leur vitesse sur la sienne, ne montant, ni ne descendant, se tenant à la hauteur constante de 8 à 10 mètres de l’arrière du bateau et le suivant, des heures entières, sans donner un seul coup d’ailes.
Où ces oiseaux trouvent-ils la réparation de la chute inévitable ? Comment détruisent-ils cet angle de dix degrés avec lequel il faut choir fatalement tout perfectionnés qu’ils sont ?
L’aéroplane mouette règle l’angle de ses ailes de manière à filer tant de nœuds qui sont la vitesse du bateau à laquelle elle ajoute, par un calcul intuitif, la vitesse du vent. A cela elle joint de temps en temps, une correction fournie par le relèvement de la queue et un petit avancement des ailes, et elle parvient, par ce moyen, à suivre un bateau avec précision. Mais nous devons dire, que l’opération est tellement bien faite, qu’il faut avoir déjà trouvé la solution du problème, par les yeux de l’intelligence, pour que les yeux du corps puissent arriver à discerner ces manœuvres.
Et cette autre évolution bien plus extraordinaire encore : l’oiseau s’élevant contre le vent, non à la façon du pandion, mais au contraire lentement, sans présentation de plan sensible.
Le tour de main, dans ce cas, réside dans la dissimulation, extrêmement adroite, de l’utilisation de l’onde irrégulière du vent. Dans le pandion l’emploi du coup de vent est visible, dans l’aigle, elle est enveloppée, dissimulée au point de n’être presque plus discernable. Pour la cacher, il semble qu’il lui suffise de ne pas épuiser complètement cet apport d’ascension que lui apporte le coup de vent. Il conserve, par devers lui, une somme d’élancé qui sert à adoucir les angles de la ligne qu’il poursuit, ce qui fait qu’au lieu de produire une série d’angles, c’est par une droite, ou au plus par une ligne ondulée, qu’on devrait reproduire graphiquement cet exercice.
Ce non épuisement complet de l’élancé est très souvent employé par les oiseaux d’une masse importante. Les oiseaux légers connaissent aussi ces effets de l’emmagasinement de la vitesse acquise, mais leur faible poids atténue tellement l’économie de cet exercice que l’oiseau y renonce la trouvant inutile.
Lorsqu’on se rémémore les évolutions des voiliers lourds, on s’aperçoit que, si cette manœuvre n’est pas aussi bien faite que celle produite par l’aigle, c’est-à-dire dans toute la pureté de la démonstration, puisqu’il la commence sans élancé, elle est exécutée, au contraire, très souvent en plein vol. Le type de cet exercice est l’oiseau de mer qui, de l’arrière du bateau, à hauteur du pont, arrive à l’avant en passant par dessus le grand mât : haut fait auquel se livre assez souvent le goéland, mais qui est surtout le triomphe de l’albatros. Il est de fait que ce singulier planeur rapide a tout ce qu’il faut pour produire cet acte de vol dans toute la perfection.
Les gens de mer racontent si souvent ce tour d’adresse de l’albatros que cela nous indique plusieurs choses : la fréquence de l’acte, la pureté de son exécution, enfin l’étonnement qu’il cause aux marins et surtout l’impossibilité où ils sont de se l’expliquer. Ce sont les marins des navires à voiles qui sont les plus explicites dans la narration. Ils ont dû avoir ce spectacle plus longtemps sous les yeux que leurs confrères des bâtiments à vapeur. Il est assez naturel de penser que ce rustique habitant des mers n’est pas encore complètement habitué à la fumée des paquebots, tandis que l’allure tranquille d’un gros voilier filant sans bruit lui inspire une plus grande confiance. Ils sont unanimes sur ce point, c’est que plus le temps est gros, plus il y a d’albatros ,et plus ils approchent des bâtiments. L’ascension du grand mât est le cliché régulier de tous leurs récits. Ce qui frappe surtout les observateurs sérieux c’est de voir cet oiseau, dans certains cas de marche contre le vent, avoir une vitesse si exactement égale à celle du bateau qu’ils semblent être immobiles. Ce serait d’après eux, à les prendre à la main si on avait le bras assez long.
Les mouettes et goélands fournissant cet exercice sont déjà bien intéressants ; quel spectacle doivent donc offrir ces énormes moutons du Cap dont certains exemplaires n’ont pas moins, à ce que l’on dit, de 4 mètres d’envergure
Maintenant si l’on songe que la largeur de l’aile, d’après les oiseaux empaillés, n’est que d’environ 0 m. 20, on voit qu’on se trouve en présence d’une construction tout à fait spéciale, malheureusement pour l’aviation presque inconnue et qu’il serait du plus grand intérêt d’étudier à fond.
C’est une proportion de 20 : 1, tournure absolument étrange qui ne se retrouve plus dans la création que dans la frégate, autre volateur qu’on n’a fait qu’entrevoir.
L’excès de vitesse emmagasiné est-il absolument nécessaire pour produire cet exercice étonnant ?
J’incline à penser que non et voici l’explication que je pourrais en donner. Quand un maître voilier à ailes étroites veut produire l’ascension du grand mât il ne prend aucun élan : du moins c’est ainsi que j’ai vu les goélands procéder, et leur maître l’albatros ne doit pas faire moins. Je dis donc qu’il n’y a pas d’élan pris et que cependant l’ascension s’exécute dans la perfection. Cette montée excessivement lente contre le vent permet, par sa longue durée, à quelque provision d’élancé qu’on puisse évoquer, de s’éteindre un bon nombre de fois, et cependant elle est exécutée. La première fois qu’on voit cet exercice c’est à brouiller tout raisonnement, à confondre toute intelligence. Je parle seulement du goéland que j’ai vu des jours entiers s’amuser à passer par dessus le navire. On voit cet oiseau, qui suit le vapeur à hauteur moyenne des misaines, s’élever avec une hauteur régulière, mettre au moins cinq minutes pour atteindre le sommet des mâts, dépasser peu à peu le bateau et aller le précéder, toujours lentement, puis revenir se ranger finalement à l’arrière avec les mouettes : position qui est excellente pour surveiller ce qu’on rejette du bateau.
Il faut absolument renoncer, dans ce cas, à mettre sur le compte d’une provision de vitesse emmagasinée cette ascension extraordinaire. Le temps employé est infiniment trop lent pour que l’inertie ne se soit épuisée, le vent est trop actif, la masse de l’oiseau est trop minime, malgré la perfection de sa coupe, pour pouvoir songer à trouver là une explication satisfaisante. Il n’y faut donc pas penser si on veut être sensé. Trouver autre chose est difficile. Il ne rester que cette explication qui est basée sur la loi que j’ai émise.
Je dis donc fermement que le planeur rapide, parfaitement doué au point de vue de l’absence de traînement, qui, par le fait de l’étroitesse de ses ailes, coule sans résistance sensible dans le vent, doit pouvoir consacrer une partie de sa vélocité à s’élever lentement. Ainsi le vent et la marche du navire ont 15 mètres de vitesse, son aéroplane est réglé pour aller à 20, soit donc 20 mètres de vitesse propre à son individu. Il en transforme 4 en ascension, et en garder 1 pour dépasser lentement le vaisseau.
C’est donc, cette fois, non seulement l’aspiration, mais l’aspiration aggravée d’une ascension.
Nous arrivons à constater qu’il n’y a de faux dans l’aspiration que cette appellation « aspiration ».
Ce phénomène de pénétration simule, à s’y méprendre, une aspiration ; elle a pu tromper M. de la Landelle qui a créé ce mot ainsi que beaucoup d’autres de cette science ; mais elle ne supporte pas une analyse serrée[5].
Au moyen du transport à l’avant du centre de gravité, obtenu mécaniquement par la déformation de l’aéroplane, par la mise à l’arrière des pointes des ailes, on arrive à équilibrer tout courant d’air, même celui auquel est exposé un grave dans sa chute dans l’espace. Les faucons et les aigles qui plongent ne se relèvent, arrivés à fin de chute, qu’en utilisant ce déséquilibrement : un simple petit changement de place du centre de gravité, qui est porté légèrement en arrière, transforme la tombée en remontée, et ils n’emploient que cette simple manœuvre. L’aigle a des plongeons de deux cents mètres de hauteur : il commence à se retourner à dix mètres du sol, touche terre du bout des griffes pour enlever sa proie, et remonte avec une vitesse à peu près semblable à la descente.
Dans cet examen difficile, il n’y a que l’attraction et le déplacement du centre de gravité qui soient utilisés ; à plus forte raison dans le cas de la simple pénétration d’un courant, fait qu’on nomme improprement aspiration.
Pour résumer l’exposé de cette question, nous pouvons dire, sans nous avancer ni violer aucune loi de la physique, que : 1° Sur les corps solides, la contrepression est d’autant plus égale à la pression que le corps s’approche plus de la forme sphérique et possède une surface qui offre moins de prise au courant d’air......
- ↑ Voir l’Empire de l’Air, p. 41, le chapitre qui a pour titre Le vol des voiliers
- ↑
Les caractéristiques données pour cet oiseau au tableau dont il s’agit sont :
Allure V. O ; poids en grammes : 1270 ; surface : 0.329.178 ; envergure 1.548 ; largeur moyenne : 0.24 ; proportions : 6.45 : 1 ; 1 gramme est porté par 0.000259 ; 1 mètre carré porte : 3.797 ; 80 kilogs sont portés par 20ᵐ79.
Ces chiffres sont obtenus par application de la méthode décrite à la page 33. - ↑ Les considérations qui précèdent ainsi que les deux phrases portées ci-dessus en italique montrent que l’auteur considère l’oiseau comme sou-
- ↑ La loi de l’attraction de Mouillard s’exprime ainsi : « Quand un corps se meut, son centre de gravité se déplace et se transporte ne arrière du sens du mouvement ». L’impropriété des termes qu’il emploie lui a valu les critiques de maint mathématicien.
- ↑ G. de La Landelle est l’auteur d’un ouvrage ayant pour titre Aviation ou Navigation aérienne sans ballons, publié en 1863, chez E. Dentu, Editeur-Libraire de la Société des Gens de Lettres à Paris, 17 et 19, Galerie d’Orléans au Palais Royal.
G. de La Landelle a publié en outre de nombreaux ouvrages sur les gens de mers et la navigation maritime. Dans son ouvrage « Le Tableau de la mer », le chapitre XII traite de l’ « Aéronef ».