Mécanique du vol en 1864

[Delépine]

Je cite quelques lignes relevées dans l'Illustration numéro 1096 du samedi 27 février 1864, page 138, le numéro 75 centimes, la collection mensuelle 3 fr.; le volume semestriel 18 fr.

A bas l'aérostat ! Place à l'aéronef, littéralement le navire aérien !
Nous voilà revenus à la question du moteur. On en comprendra bien facilement l'importance, si l'on se rend compte que ce moteur doit s'enlever lui-même avec tous ses approvisionnements, et en outre la nef qui contiendra les voyageurs, leurs instruments, leurs vivres, etc.; c'est-à-dire que si le moteur est pesant il y aura un poids mort considérable et que tous les efforts des inventeurs doivent tendre à le diminuer. Et ici, nous pouvons citer l'opinion d'illustres savants. - Navier a dit : "La création de l'art de la navigation aérienne est subordonnée à la découverte d'un nouveau moteur, dont l'action comporterait un appareil beaucoup moins pesant que ceux des moteurs connus aujourd'hui." - M. Lamé a proclamé, depuis plus de trente ans, que le problème consiste à pouvoir enfermer une force de quelques chevaux dans un appareil de la dimension d'une tabatière. - M. Babinet dit à son tour : "La solution du problème de la navigation aérienne n'est plus aujourd'hui qu'une question de technologie et d'argent." En d'autres termes, pour lui,l'application de l'hélice est la vraie solution : il ne reste qu'à trouver le moteur qui lui imprimera le mouvement.

Voyons où l'on en est, et où l'on veut arriver.
Aujourd'hui les machines à vapeur les plus légères pèsent environ 500 kil. par force de cheval ; à quel nombre de kilogrammes faut-il réduire ce poids ? La gravité fait descendre un corps de 5 mètres en une seconde. Le cheval vapeur élève dans le même temps 75 kilog. à 1 mètre, ou 15 kilog. à 5 mètres. Pour se soutenir elle-même en l'air, la machine ne devrait donc peser que 15 kil. par force de cheval, c'est-à-dire 35 à 40 fois moins que les machines actuelles. De plus, il ne suffira pas à la machine de se soutenir elle-même, il faudra lui ajouter une force excédante pour la nacelle, les voyageurs, etc., etc. Peut-être devra-t-on descendre à un poids de 10 kil. par force de cheval : une machine de 50 chevaux pèsera 500 kil.et on pourra élever 750 kil. à 5 mètres en une seconde. Si l'on déduit le poids du moteur, il restera 250 kil.,c'est-à-dire au plus deux voyageurs avec la nacelle, ses hélices, ses agrès et son combustible. Evidemment, à ce prix-là, on n'aura pas encore trouvé l'Omnibus des airs.

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La tringle au premier qui trouve le vice du calcul et montre comment avec ce procédé de calcul on peut en réalité voler avec une puissance tendant vers zéro pour un poids quelconque.

[gma]

C'était une première approche du calcul de performances, ici via la méthode du bilan de travail (et ses approximations).

Il ne faut pas rire, c"est facile aujourd'hui de sortir des Cz et des Cx, sauf qu'avant Eiffel on ne savait pas construire réellement le diagramme des forces aérodynamiques.
Puis il faut reconnaître que la méthode actuelle a aussi ses limites, rappelez vous qu'on détermine les performances d'un hélicoptère par le bilan de puissance et non par sa polaire.

Il transparait aussi l'idée que l'homme laissait peut-être le temps au temps pour faire les choses... Nan je déconne hein !

[Tontonlyco]

La tringle au premier qui trouve le vice du calcul et montre comment avec ce procédé de calcul on peut en réalité voler avec une puissance tendant vers zéro pour un poids quelconque.

5m/s sont une accélération pas une vitesse.

[gma]

La tringle au premier qui trouve le vice du calcul et montre comment avec ce procédé de calcul on peut en réalité voler avec une puissance tendant vers zéro pour un poids quelconque.

5m/s sont une accélération pas une vitesse.

Non, m/s est une vitesse... m/s² est une accélération...

[Tontonlyco]

Oui mais c'est justement l' erreur du calcul qui confond vitesse et accélération.

[gma]

Ah ben oui... Mais bon c'est un journaliste qui "illustre" sa vision des choses.

[Delépine]

Ah ben oui... Mais bon c'est un journaliste qui "illustre" sa vision des choses.

Ce n'est pas du tout le genre de l'Illustration. Chercher ailleurs. Tonton était sur la bonne voie.

[Tontonlyco]

Comme on dit à la SNCF...

[Philippe Warter]

Ce qui est bizarre, c'est qu'on ne parle que de monter, et à 5 m/s. On peut très bien monter à 1 m/s (60 m/min, ou 200 ft/min, par sûr qu'un PA28 160 CV à la MTOW le puisse en plein été).

Et surtout, on ne parle pas de vol horizontal. Comme si on n'avait pas besoin de puissance pour voler à une vitesse verticale de 0 m/s.

[Tontonlyco]

Oui voilà dans le calcul ils oublient la trainée.

[gma]

Le vol à l'époque est encore dominé par les "aérostats", à la navigation incertaine... Mais la navigation se conçoit comme celle des mariniers, selon le vent.
L'idée de "l'aéronef" (l'enveloppe devenant cabine) garde le principe de l'aérostat, la puissance installée devant vaincre juste le poids de la charge utile (ou marchande).

Et cette idée va perdurer longtemps puisque, si vous regardez la construction des hélicoptères, rien n'est prévu pour qu'ils se déplacent horizontalement sauf au gré du vent (il faudra attendre Pescara en 1923).

[Philippe Warter]

Je ne sais pas si en 1864 on connaissait déjà la notion de résultante aérodynamique.

[dob]

Je ne sais pas si en 1864 on connaissait déjà la notion de résultante aérodynamique.

Le Bris avait dû la constater en 1856

(On volait déjà avec un moteur d'un cheval seulement)

[FbS]

L’erreur principale est qu’ils considèrent que le travail du moteur consiste à porter l’avion, alors que c’est le boulot de l’aile, et que le boulot du moteur c’est juste équilibrer la traînée faite par l’aile. Sachant que la traînée est egale en gros au poids divisé par la finesse, ils étaient plus près du but qu’ils ne le pensaient (en termes du poids par cheval à atteindre pour le moteur)

[Delépine]

Tonton a entrevu de très loin la solution mais sans plus.

Le calcul de l'Illustration est exact pour un aéronef dont le taux de chute minimum est 5 m/s. Il ne l'est plus pour toute autre valeur.

"la gravité fait descendre un corps de 5 mètres en une seconde" écrit le journal. On pourrait penser qu'il songe ainsi à un appareil présentant sans moteur ce taux de chute ; mais pourquoi ce cas particulier, d'ailleurs sans doute excessif pour les charges alaires qu'on imaginait en ce temps ?

En fait il y a là une confusion que j'ai vue également en d'autres occasions. Le journal veut dire qu'au terme d'une seconde de chute un corps est descendu de 5 mètres (4,905 mètres). Il se réfère ici à tort à une seconde comme et parce qu'il se réfère ailleurs à juste titre à une seconde en discutant des 75 kg et des 15 kg.

Mais manque de pot, ici cela n'a rien à voir et la seconde ne signifie rien. Si par exemple le rédacteur avait arbitrairement raisonné sur un dixième de seconde, il aurait trouvé que "la gravité fait descendre un corps de 0,05 mètre en une seconde". Il aurait alors dit qu'un cheval (7,5 kilogrammètres par dixième de seconde) suffit à empêcher la descente d'un poids de : 7,5 / 0,05 = 150 kg. En raisonnant arbitrairement sur un millième de seconde, il aurait trouvé qu'un cheval maintient en palier un poids de 15 tonnes, etc.