Part 7

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.

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.

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.

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.

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).

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).

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).]

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].