Tout ce qui vole en étant plus dense que l’air

Peu de temps après les retentissants débuts de l’aérostation, ils sont quelques intrépides à vouloir prendre l’air.
André-Jacques Garnerin a 13 ans au moment ou décolle pour la première fois le ballon des frères Montgolfier. Depuis cet instant, il n’a de cesse que de vouloir construire des ballons, au point même de se faire exclure de l’école car, au lieu de se concentrer sur son instruction, il élabore des projets de vol. Il deviendra aérostier.

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Peu de temps après les retentissants débuts de l’aérostation, ils sont quelques intrépides à vouloir se lancer dans l’aventure.
André-Jacques Garnerin a 13 ans au moment ou décolle pour la première fois le ballon des frères Montgolfier. Depuis cet instant, il n’a de cesse que de vouloir construire des ballons, au point même de se faire exclure de l’école car, au lieu de se concentrer sur son instruction, il élabore des projets de vol. Il deviendra nécessairement aérostier.

Le parachute

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Garnerin imagine que la nacelle, désolidarisée du ballon pourrait être retenue dans sa chute par une sorte de grand parapluie. Le 22 octobre 1797 il s’élève à bord d’une Charlière équipée d’une nacelle à parachute de son invention. A 800 m du sol il coupe les liens qui retiennent la nacelle. Celle-ci  revient au sol sans dommage.
Le premier « plus lourd que l’air » ne s’élève donc pas tout seul. Il vole en descente et verticalement.
Mais vole-t-il vraiment ?
Si l’on s’en tient à la définition du dictionnaire « se déplacer dans l’air » pourquoi pas ! Mais si on estime que le pilote doit pouvoir agir sur son aéronef pour contrôler tout ou partie de son déplacement cela devient plus compliqué de citer le parachute de Garnerin parmi les objets volants.

Les aérodynes

Un mot sur la portance

Il est possible d’exploiter le déplacement d’un objet dans une masse d’air afin de générer une force « l’attirant » vers le haut. Cette force se nomme la portance.  On peut s’en faire facilement une idée en passant une main par la fenêtre d’une voiture. Si elle est correctement orientée, on ressent une poussée vers le haut mais un peu aussi vers l’arrière. Pour générer le mouvement d’une telle surface portante dans l’air, deux solutions techniques sont envisageables :

  1. d’une part une voilure qui est montée sur un aéronef se déplaçant dans l’air, (avion, planeur ….)
  2. d’autre part un aéronef doté d’ailes tournant sur elles-mêmes. (Hélicoptère, Autogyre)

Les bases théoriques permettant de décrire précisément la portance sont dues au physicien suisse Daniel Bernoulli (1700-1782) qui établit le théorème de l’écoulement des fluides incompressibles. Le fondement théorique a donc précédé l’application technologique de près d’un siècle puisqu’il faut attendre Jean-Marie Le bris pour prouver qu’un homme peut être embarqué sur un tel engin volant.

Les aérodynes à voilure fixe

LE PLANEUR

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1856 : Jean Maris Le Bris monte dans un engin en forme de barque ailée tractée par un cheval. Il réalise le premier vol plané tracté de l’histoire.
La forme des ailes de son planeur imite celle de l’Albatros. Il est en effet courant à l’époque de penser que l’homme pourra voler sur des engins ressemblant à des volatiles. Malgré des limites évidentes, la démarche consistant à prendre exemple sur des animaux volants va être privilégiée par de nombreux pionniers.
Mais le planeur de Le Bris est incontrôlable. S’il s’élève effectivement dans les airs, le pilote ne dispose pas de commande ne serais-ce que pour se stabiliser. De plus, il doit demeurer lié au chariot en mouvement. 

Il faudra attendre 1891 pour voir l’allemand Otto Lilienthal contrôler un vol plané. Il garde la maîtrise de son planeur en se déplaçant d’avant en arrière ou de droite à gauche. Ce faisant il déplace le centre de gravité. Son engin, bien plus efficace et léger que la barque volante de Le bris est l’ancêtre des deltaplanes. 

L’AVION

Si pour se mouvoir, le planeur est tracté par un cheval ou mis en mouvement dans une pente, une autre solution va voir le jour en 1856. Elle consiste a doter l’aérodyne d’une source de propulsion.

En l’occurrence il s’agit d’un moteur et une hélice. Ou plutôt une paire d’hélices pour ce qui est de l’Éole de Clément Ader, qui fait un saut de puce le 9 octobre 1890, dans le parc d’un château proche de Paris. Toujours dans la logique de copier le vol animal, Eole mime le vol de la chauve-souris. Dans le Brevet déposé par Ader pour attester de son invention, apparaît pour la première fois le mot « avion ».
Un modèle réduit utilisant les mêmes principes (forme d’oiseau, hélice et moteur à vapeur) avait décollé au début du siècle (Félix du Temple).
C’est à cette époque que le britannique sir Georges Cayley (1773 1857) contribue a l’avancée de l’aéronautique en  montrant que, copier le vol de l’oiseau ou de la chauve-souris n’était certainement pas le moyen le plus efficace pour arriver à voler. L’avenir lui donnera raison.

Il convient d’associer à ce premier vol non contrôlé  les interventions d’un passionné d’aviation : Octave Chanute . Celui-ci apportera son expérience aux Frères Wright notamment au travers de ses productions, de ses écris et  de ses collaborations.

Il faudra donc attendre 1903 pour assister au premier vol motorisé et contrôlé. Le contrôle se fait par déformation des ailes (gauchissement)  technique qui a laissé la place aujourd’hui à la mise en place de petits plans mobiles en bout d’aile : les ailerons.
Le 17 décembre 1903  marque l’histoire de l’aviation car pour la première fois un homme  s’élève aux commandes d’un avion qu’il peut piloter. La réalisation est due aux frères américains Wilbur et Orville Wright qui ont œuvré à la réalisation du Flyer 1.
Cet avion est un plan canard. Il s’agit non pas d’un rendez-vous galant dans le sud-ouest de la France mais d’une formule aéronautique qui prévoit que la gouverne de profondeur soit placée à l’avant de l’avion et non à l’arrière. Quant à la gouverne de direction, elle reste placée à l’arrière.

Cette formule bien que peu courante dans l’aviation, n’est cependant pas réservée aux vieux coucous. Le Rafale par exemple adopte lui aussi une profondeur placée à l’avant. Je cherche depuis toujours un rapport entre ces avions et les canards. Si quelqu’un trouve, il m’appelle.

Autre particularité du flyer 01 qui, peut-être a été décisive : l’appareil n’a pas de train d’atterrissage mais deux patins. Cela offre un gain substantiel au niveau du poids de l’avion. De plus pour prendre son envol, il est placé sur un chariot roulant sur un rail. On  peut donc estimer qu’il abandonne son « train de décollage ».

Les aérodynes a voilure tournante

L’HELICOPTERE

L’intuition de la voilure tournante n’est pas nouvelle. On pense bien sûr aux croquis de Léonard de Vinci mais aussi la maquette d’hélicoptère réalisée par Bienvenu et Launoy  en 1784. Il faudra cependant attendre 1907 pour disposer d’un moteur suffisamment performant. Paul Cornu fait alors décoller de 1 m 50 un hélicoptère sans cependant arriver à le maîtriser.

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