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Locomotion aérienne
B ALLONS LIBHES: FORCE ASCENS IO-‘INE LLE.
BALLONS DIRIGEABLE8: PHOPULSE UHS; P ERMANENCE DE LA FORME; ORIENTATION ; STABILITÉ.
AÉROPLANES ET llYDROAÉHOPLANES: F USELAGE; VOILURE ; OmENTATION;
S TABILITÉ; DIRECTION DES AÉRONEFS ; VOL A VOILE .
1-IÉLICOPTÈHES – MOTEURS D’AVIONS
1
Ballons libres
307. Ce sont les frères JOSEPH et ETIENNE
MONTGOLFIER, qui, les premiers, en 1780, construisirent
un appareil destiné à s’élever dans
l’air. Les montgolfières, du nom de leurs .inventeurs,
étaient en papier ou en toile mince,
étanches à l’eau et avaient une forme ,sphérique.
Elles étaient ouvertes à la partie inférieure
et leur diamètre atteignait une douzaine
de mètres. On plaçait dans une nacel!e
en fil de fer un mélange de paille et de chiffons
de laine imbibés d’eau en combustio.1.
L’air chaud, ou plus exactement le mélange
d’air, de vapeur d’eau et d’hydro·carbures,qui
remplissait la cavité du ballon, était plus léger
que l’air froid, L’appareil avait tendance
à s’élever ; il possédait, suivant l’expression
consacrée, une for ce ascensionnelle qui diminuait
au fur et à mesure du refroidissement,
puis finissait p ar s’annuler ; l’enveloppe
retombait alors à terre.
En 1783, le physicien CHARLES entreprit à
Paris au Champ de Mars, une série d’ascensions,
au moyen de ballons de 4 mètres .de
diamètre, gonflés avec du gaz hydrogène produit
par l’action de l’acide sulfurique et de
l’eau sur la limaille de fer. Sur ces ballons, on
adaptait à la partie supérieure une soupape
de dégagement destinée à laisser échapper une
partie du gaz au moment de la descente. Ainsi,
était réalisé le ballon libre tel que nous le connaissons.
Nous rappelons que pendant le siège de Paris
(1870-1871), il rendit de grands services
en permettant des communications entre la
province et les assiégés. Plus de soixante ballons
partirent de la Capitale, parmi lesquels
!’Armand-Barbès qui, le 7 octobre 1870, permit
à GAMBETTA et SPULLER de traverser les lignes
ennemies. Au point de vue locomotion ce mode
de transport aérien n’a jamais présenté d’autre
intérêt pratique, et depuis de nombreuses
années, il a laissé la place aux ballons dirigeables
et aux aéroplanes.
Calcul de la force ascensionnelle. –
D’après le principe d’Archimède: Tout corps
plongé dans un fluide (liquide ou gaz) éprouve
de la part de ce fluide une poussée dirigée de
bas en haut et égale au poids du fluide déplacé. 1
On désigne sous le nom de force ascension- ·
rielle la différence entre la poussée de l’air et le
poids total du ballon. On comprend aisément
que pour qu’un ballon s’élève, il faut que son
poids total soit inférieur à la poussée de sens
contraire qu’il subit de la part de l’air.
La force ascensionnelle dépendra donc tructeurs
ont proposé de revenir à l’idée des
«lfontgolfieres» et de se servir d’air chaud
obtenu au moyen de lampes à pétrole placées
dans la nacelle.
On peut évaluer la force ascensionnelle à 1,2
kg p ar m3 d’hydrogène et à 0,653 kg par m3 de
gaz d’éclairage. Il y a lieu de déduire de cette
force ascensionnelle théorique le poids du ballon,
de la nacelle, des passagers, etc ….
Soit P, en kilos, la masse totale (enveloppe,
nacelle, agrès, passagers, etc.),
V, en mètres cubes, le volume du gaz employé,
de densité d,
H, en centimètres de mercure, la pression
extérieure que nous supposerons égale à celle
du gaz contenu dans le ballon,
t la température.
La masse d’air déplacé est donnée en kg par:
1 293 X V X H X _l __ _
‘ 76 1 + 0,00360 X l
La masse de gaz intérieur est donnée en Kg
par
H
1292 x V’ x – x d x
‘ 76
1
1 + 0,00360 X t
La force ascensionnelle sera donc :
1,293 (1 – d) V H – P
76 (l + 0,00360 X l)
Dans cette formule, on remplace d par
0,0692 ou par 0,55 suivant que le ballon est
gonflé avec de l’hydrogène ou du gaz d’éclairage.
En raison de la différence de densité qui
existe entre l’hydrogène et le gaz d’éclairage,
il est évident que, à force ascensionnelle égale,
les ballons à gaz sont sensiblement plus gros
que ceux à hydrogène.
Organes principaux des ballons llbres. –
Parmi les organes les plus intéressants, nous
citerons la soupape et l’appareil de déchirure.