de Sir George Cayley en 1796. -- Le spiralifère et le strophéor.
-- Nadar et le manifeste de l'aviation. -- MM. de Ponton
d'Amécourt et de La Landelle. -- Babinet. -- Hélicoptères Pénaud,
Dandrieux. -- Tentative de M. Forlanini.
L'école du vol aérien peut être divisée en deux systèmes différents.
On peut essayer de s'élever de l'air par le battement d'ailes
artificielles; c'est ce mode d'action que nous venons d'étudier; on
peut encore tenter de s'insinuer en avant, à l'aide d'un _plan
incliné_ agissant sur l'air et poussé par un moteur. Le plan incliné
peut avancer horizontalement; il constitue alors l'aéroplane que
nous examinerons dans la suite; il peut encore tourner en forme
d'hélice, il constitue dans ce cas l'hélicoptère qui fait l'objet de
ce chapitre.
Nous avons vu, dans la première partie de cet ouvrage, que Léonard
de Vinci et Paucton, à des époques différentes, avaient eu l'idée
des hélicoptères.
La plus ancienne des petites machines de ce genre qui ait
fonctionné, est celle de MM. Launoy et Bienvenu; elle a été
présentée à l'Académie des sciences en 1784, et on l'a vue
fonctionner longtemps au Palais-Royal. Les ailes de l'hélice
avaient, d'après Dupuis Delcourt, 0{m},30 d'envergure. La rapidité
du mouvement déterminait l'ascension du système. L'exécution de
cette petite machine (fig. 24), dont le moteur consistait en un fort
ressort, était due à ses deux auteurs. Launoy, naturaliste, avait
fourni les idées relatives au vol des oiseaux, Bienvenu, mécanicien,
avait agencé et confectionné la machine.
Nous reproduisons ici une curieuse lettre que les inventeurs ont
publiée dans le _Journal de Paris_ à la date du 19 avril 1784. Cette
lettre est accompagnée d'une note du rédacteur, qui a vu fonctionner
le petit appareil.
[Illustration: Fig. 24.--Hélicoptère de Launoy et Bienvenu (1784).]
Nous ignorons quels sont les moyens dont M. Blanchard prétendait
se servir pour s'élever en l'air sans le secours d'un aérostat,
ni ceux qu'il a adoptés pour sa direction; nous présumons qu'il a
reconnu l'insuffisance des premiers, puisqu'il y a renoncé; à
l'égard du second, l'expérience n'ayant pu avoir lieu, on ne peut
savoir ce qu'il en aurait obtenu. Voulez-vous bien nous permettre
de prévenir le public, par la voie de votre journal, que nous
croyons être parvenus à pouvoir élever en l'air et diriger dans
l'atmosphère une machine par les seuls moyens mécaniques sans le
secours de la physique.
Notre machine en petit nous a parfaitement réussi. Cette
tentative heureuse nous a déterminés à en exécuter une un peu
plus grande qui puisse mettre le public à portée de juger de la
réalité de nos moyens. Nous nous proposons d'après elle de faire
l'expérience en grand et de monter nous-mêmes dans le vaisseau.
Nous n'avons dans ce moment d'autre but que de prendre date, et
nous attendons de votre goût pour les arts que vous ne nous
refuserez pas cette faveur.
Nous avons l'honneur d'être, etc.
BIENVENU, machiniste-physicien,
Rue de Rohan, 18.
LAUNOY, naturaliste.
Rue Plâtrière, au bureau des eaux minérales.
_Note des rédacteurs._--Avant de nous engager à insérer la lettre
de MM. Bienvenu et Launoy, nous avons cru devoir nous assurer de
l'essai en petit; nous ne pouvons dissimuler que nous avons été
singulièrement frappés de la simplicité du moyen qu'ils ont
adopté, et nous attestons que cet essai, dans son état
d'imperfection, s'est échappé plusieurs fois de nos mains et a
été frapper le plafond. Nous ignorons ce que deviendra ce moyen
appliqué en grand. Les auteurs paraissent n'avoir aucun doute sur
le succès. Avant de prévenir le public sur la machine qu'ils
travaillent dans ce moment, nous en prendrons nous-mêmes
connaissance, et ce ne sera qu'après des expériences répétées que
nous en ferons mention.
L'appareil de Launoy et Bienvenu fonctionna dans la salle des
séances de l'Académie des sciences, le 28 avril 1784; il fut l'objet
d'un rapport d'une commission. Ce rapport existe aux Archives de
l'Institut, écrit de la main de Legendre. Il est daté du 1er mai
1784 et signé par les quatre commissaires, Jeaurat, Cousin, général
Meusnier et Legendre. Nous le reproduisons textuellement.
Nous, Commissaires nommés par l'Académie, avons examiné une
machine destinée à s'élever dans l'air ou à s'y mouvoir suivant
une direction quelconque, par un procédé mécanique et sans aucune
impulsion initiale.
Cette machine, imaginée par MM. Launoy et Bienvenu, est une
espèce d'arc que l'on bande en faisant faire à sa corde quelques
révolutions autour de la flèche qui est en même temps l'axe de la
machine. La partie supérieure de cet axe porte deux ailes
inclinées en sens contraire, et qui se meuvent rapidement,
lorsqu'après avoir bandé l'arc, on le retient vers son milieu. La
partie inférieure de la machine est garnie de deux ailes
semblables qui se meuvent en même temps que l'axe et qui tournent
en sens contraire des ailes supérieures.
L'effet de cette machine est très simple. Lorsqu'après avoir
bandé le ressort et mis l'axe dans la situation où l'on veut
qu'il se meuve, dans la situation verticale, par exemple, on a
abandonné la machine à elle-même, l'action du ressort fait
tourner rapidement les deux ailes supérieures dans un sens, et
les deux ailes inférieures en sens contraire; ces ailes étant
disposées de manière que les percussions horizontales de l'air se
détruisent et que les percussions verticales conspirent à élever
la machine. Elle s'élève en effet et retombe ensuite par son
propre poids.
Tel a été le succès du petit modèle du poids de trois onces, que
MM. Launoy et Bienvenu ont soumis au jugement de l'Académie. Nous
ne doutons pas qu'en mettant plus de précision dans l'exécution
de cette machine, on ne parvienne facilement à en construire de
plus grandes, et à les élever plus haut et plus longtemps; mais
les limites en ce genre ne peuvent être que très étroites. Quoi
qu'il en soit, ce moyen mécanique par lequel un corps semble
s'élever de soi-même nous a paru simple et ingénieux.
Les Anglais ont revendiqué en faveur d'un de leurs compatriotes, sir
George Cayley, l'invention de l'hélicoptère. D'après M. J.-B.
Pettigrew, George Cayley aurait donné en 1796 une démonstration
pratique de l'efficacité de l'hélice appliquée à l'air.
Son appareil était presque identique à celui des deux constructeurs
français que nous venons de citer. Nous figurons ce système d'après
le dessin qui en a été publié dans le journal de Nicholson pour 1809
(fig. 25). Sir George Cayley a donné le mode de construction de cet
hélicoptère, nous reproduisons ce passage curieux de son travail.
[Illustration: Fig. 25.--Hélicoptère de sir Georges Cayley (1796).]
Comme ce peut être un amusement pour quelques-uns de nos lecteurs
de voir une machine s'élever en l'air par des moyens mécaniques,
je vais terminer cette communication en décrivant un instrument
de cette espèce que chacun peut construire en dix minutes de
travail: _a_ et _b_ sont deux bouchons dans chacun desquels on a
planté quatre plumes d'ailes d'un oiseau, de manière qu'elles
soient légèrement inclinées comme les ailes d'un moulin à vent,
mais dans des directions opposées pour chaque groupe. Un arbre
arrondi est fixé dans le bouchon _a_ et se termine en pointe
effilée. À la partie supérieure du bouchon _b_, l'on fixe un arc
de baleine avec un petit trou au centre pour laisser passer la
pointe de l'arbre. On joint alors l'arc par des cordes égales de
chaque côté, à la partie supérieure de l'arbre, et la petite
machine est complète. On monte le ressort en tournant les volants
en sens contraire de manière que le ressort de l'arc les déroule,
leurs bords antérieurs étant ascendants; on place alors sur une
table le bouchon auquel est attaché l'arc, et avec le doigt, on
presse suffisamment fort sur le bouchon supérieur pour empêcher
le ressort de se détendre; si on l'abandonne subitement, cet
instrument s'élèvera jusqu'au plafond.
En 1842, d'après M. Pettigrew, M. Philipps éleva un modèle beaucoup
plus volumineux au moyen de palettes tournantes. L'appareil de M.
Philipps était fait entièrement de métal et pesait complet et chargé
2 livres. Il consistait en un bouilleur ou générateur de vapeur et
quatre palettes soutenues par huit bras. Les palettes étaient
inclinées sur l'horizon de 20 degrés; à travers les bras s'échappait
de la vapeur d'après le principe découvert par Héron d'Alexandrie.
La sortie de la vapeur faisait tourner les palettes avec une énergie
considérable. Il paraît, si l'on en croit certains récits du temps,
que le modèle s'éleva à une très grande hauteur, et traversa deux
champs avant de toucher terre. La force motrice employée était
obtenue par la combustion d'un charbon mêlé de salpêtre. Les
produits de la combustion se mêlant à l'eau de la chaudière
sortaient à haute pression de l'extrémité des huit bras[42].
[Note 42: Rapport sur la première Exposition de la Société
aéronautique de la Grande-Bretagne, tenue au Palais de
Cristal à Londres en juin 1868, p. 10.--J. Bell Pettigrew.
_La locomotion chez les animaux._ 1 vol. in-8º. Germer
Baillière, 1874.]
Les expériences relatées précédemment des hélicoptères de
Launoy-Bienvenu et de Cayley ont été continuées par les marchands de
jouets. On sait que depuis de longues années, surtout vers 1853, on
trouve dans les bazars, sous le nom de _spiralifères_, des petites
hélices s'élevant dans l'air sous l'action de la rotation obtenue
par une tige de bois qui tourne quand on déroule violemment une
cordelette qu'on y a enroulée au préalable. Au spiralifère on vit se
joindre le _strophéor_, qui avait été exécuté déjà précédemment. Le
strophéor ne diffère de l'hélicoptère que parce qu'il est en métal
et monte beaucoup plus haut, avec une rapidité beaucoup plus
considérable. Ces constructions n'avaient pas dépassé le domaine du
fabricant de joujoux, quand, à la fin de 1863, Nadar lança son
fameux _Manifeste de l'automotion aérienne_, qui fut accueilli par
la presse dans tous les pays du monde, et souleva un mouvement
presque universel en faveur du _Plus lourd que l'air_. Voici
quelques-uns des principaux passages de ce manifeste, qui a fait
époque dans l'histoire de la navigation aérienne:
Ce qui a tué, depuis quatre-vingts ans tout à l'heure qu'on la
cherche, la direction des ballons, c'est les ballons.
En d'autres termes, vouloir lutter contre l'air en étant plus
léger que l'air, c'est folie.
À la plume--_levior vento_, si le physicien laisse parler le
poète,--à la plume vous aurez beau ajuster et adapter tous les
systèmes possibles, si ingénieux qu'ils soient, d'agrès,
palettes, ailes, rémiges, roues, gouvernails, voiles et
contre-voiles,--vous ne ferez jamais que le vent n'emporte pas du
coup ensemble, au moment de sa fantaisie, plume et agrès.
Le ballon, qui offre à la prise de l'air un volume de 600 à 1 200
mètres cubes d'un gaz de dix à quinze fois plus léger que l'air,
le ballon est à jamais frappé d'incapacité native de lutte contre
le moindre courant, quelle que soit l'annexe en force motrice de
résistance que vous lui dispensiez.
De par sa constitution et de par le milieu qui le porte et le
pousse à son gré, il lui est à jamais interdit d'être vaisseau:
il est né bouée et restera bouée.
La plus simple démonstration arithmétique suffit pour établir
irréfragablement, non seulement l'inanité de l'aérostat contre la
pression du vent, mais dès lors au point de vue de la navigation
aérienne, sa nocuité.
Étant donnés le poids qu'enlève chaque mètre cube de gaz et la
quotité de mètres cubés par votre ballon d'une part et, d'autre
part, la force de pression du vent dans ses moindres vitesses,
établissez la différence--et concluez.
Il faut reconnaître enfin que, quelle que soit la forme que vous
donniez à votre aérostat, sphérique, conique, cylindrique ou
plane, que vous en fassiez une boule ou un poisson, de quelque
façon que vous distribuiez sa force ascensionnelle en une, deux
ou quatre sphères, de quelque attirail, je le répète, que vous
l'attifiez, vous ne pourrez jamais faire que 1, je suppose, égale
20,--et que les ballons soient vis-à-vis de la navigation
aérienne autre chose que les bourrelets de l'enfance[43].
[Note 43: On verra dans la dernière partie de cet ouvrage que
des expériences récentes ont démontré l'inanité de ces
raisonnements.]
POUR LUTTER CONTRE L'AIR, IL FAUT ÊTRE SPÉCIFIQUEMENT PLUS LOURD
QUE L'AIR.
De même que spécifiquement l'oiseau est plus lourd que l'air dans
lequel il se meut, ainsi l'homme doit exiger de l'air son point
d'appui.
Pour commander à l'air, au lieu de lui servir de jouet, il faut
s'appuyer sur l'air, et non plus servir d'appui à l'air.
En locomotion aérienne comme ailleurs, on ne s'appuie que sur ce
qui résiste.
L'air nous fournit amplement cette résistance, l'air qui renverse
les murailles, déracine les arbres centenaires, et fait remonter
par le navire les plus impétueux courants.
De par le bon sens des choses,--car les choses ont leur bon
sens,--de par la législation physique, non moins positive que la
légalité morale, toute la puissance de l'air, irrésistible hier
quand nous ne pouvions que fuir devant lui, toute cette puissance
s'anéantit devant la double loi de la dynamique et de la
pondération des corps, et, de par cette loi, c'est dans notre
main qu'elle va passer.
C'est au tour de l'air de céder devant l'homme; c'est à l'homme
d'étreindre et de soumettre cette rébellion insolente et anormale
qui se rit depuis tant d'années de tant de vains efforts. Nous
allons à son tour le faire servir en esclave, comme l'eau à qui
nous imposons le navire, comme la terre que nous pressons de la
roue.
Nous n'annonçons point une loi nouvelle: cette loi était édictée
dès 1768, c'est-à-dire quinze ans avant l'ascension de la
première Montgolfière, quand l'ingénieur Paucton prédisait à
l'hélice son rôle futur dans la navigation aérienne.
Il ne s'agit que de l'application raisonnée des phénomènes
connus.
Et quelque effrayante que soit, en France surtout, l'apparence
seule d'une novation, il faut bien en prendre son parti si, de
même que les majorités du lendemain ne sont jamais que les
minorités de la veille, le paradoxe d'hier est la vérité de
demain.
L'automotion aérienne, d'ailleurs, ne sera pas absolument une
nouveauté pour tout le monde....
J'arrive à MM. de Ponton d'Amécourt, inventeur de l'_Aéronef_, et
de la Landelle, dont les efforts considérables, depuis trois
années, se sont portés sur la démonstration pratique du système,
à l'obligeance desquels nous devons la communication d'une série
de modèles d'hélicoptères s'enlevant automatiquement en l'air
avec des surcharges graduées.
Si des obstacles que j'ignore, des difficultés personnelles ont
empêché jusqu'ici l'idée de prendre place dans la pratique, le
moment est venu pour l'éclosion.
La première nécessité pour l'automotion aérienne est donc de se
débarrasser d'abord absolument de toute espèce d'aérostat.
Ce que l'aérostation lui refuse, c'est à la dynamique et à la
statique qu'elle doit le demander.
C'est l'hélice--la Sainte Hélice! comme me disait un jour un
mathématicien illustre--qui va nous emporter dans l'air; c'est
l'hélice, qui entre dans l'air comme la vrille entre dans le
bois, emportant avec elles, l'une son moteur, l'autre son manche.
Vous connaissez ce joujou qui a nom _spiralifère_?
--Quatre petites palettes, ou, pour dire mieux, spires en papier
bordé de fil de fer, prennent leur point d'attache sur un pivot
de bois léger.
Ce pivot est porté par une tige creuse à mouvement rotatoire sur
un axe immobile qui se tient de la main gauche. Une ficelle
enroulée autour de la tige et déroulée d'un coup bref par la main
droite lui imprime un mouvement de rotation suffisant pour que
l'hélice en miniature se détache et s'élève à quelques mètres en
l'air.--d'où elle retombe, sa force de départ dépensée.
Veuillez supposer maintenant des spires de matière et d'étendue
suffisantes pour supporter un moteur quelconque, vapeur, éther,
air comprimé, etc., que ce moteur ait la permanence des forces
employées dans les usages industriels, et, en le réglant à votre
gré comme le mécanicien fait sa locomotive, vous allez monter,
descendre ou rester immobile dans l'espace, selon le nombre de
tours de roues que vous demanderez par seconde à votre machine.
Mais rien ne vaut, pour arriver à l'intelligence, ce qui parle
d'abord aux yeux. La démonstration est établie d'une manière plus
que concluante par les divers modèles de MM. de Ponton d'Amécourt
et de la Landelle.
On voit en définitive que le manifeste de Nadar se résumait ainsi:
1º supprimer les ballons, que l'on ne saurait songer à diriger dans
l'atmosphère; 2º créer la navigation aérienne par la construction
d'un grand hélicoptère mécanique.
Pour trouver le capital nécessaire aux études et aux constructions,
Nadar construisit _le Géant_, dont on connaît les aventures
dramatiques. Quelle que fût ensuite l'ardeur dépensée en faveur du
_Plus lourd que l'air_, Nadar et ses amis n'arrivèrent à aucun
résultat pratique. On fit fonctionner de petits hélicoptères-jouets
dans l'une des séances de la nouvelle _Société de Navigation
aérienne_, mais nous allons voir un peu plus loin que les tentatives
faites pour aller au delà ne furent pas couronnées de succès, malgré
les affirmations de M. Babinet de l'Institut, que l'on peut
considérer comme le chef de l'École d'alors.
[Illustration: Fig. 26.--Hélicoptère à vapeur de M. de Ponton
d'Amécourt (1865).]
Voici, disait le savant physicien dans le _Constitutionnel_, ce
que dit le public, par lettres, de France, d'Espagne,
d'Angleterre, d'Italie; dans des rencontres au milieu des rues;
par des interpellations de salon; par des conseils d'amis, etc.:
«Parlez-nous de l'art de voler par l'hélice.»
Mais je n'ai rien à dire de nouveau: attendez la construction
d'un hélicoptère qui, avec le zèle de M. Nadar, ne peut tarder à
se produire. Surtout, ne confondez pas son ballon géant, qui est
réalisé, avec son hélicoptère, qui va être réalisée incessamment.
Un ballon monte et plane dans les airs. Un hélicoptère y vole,
s'y dirige, s'y maîtrise au gré du voyageur. Un enfant commence à
se tenir debout; plus tard, il marche. De même le ballon s'élève
et l'hélice marche ou plutôt _marchera_.
M. de Ponton d'Amécourt, un des plus fervents partisans de
l'aviation, qui, ainsi que notre savant et vénérable ami, M. de la
Landelle, s'était occupé de l'aviation par l'hélice, bien avant les
tentatives de Nadar, fit de grands efforts pour réussir. Il
construisit, en 1865, un hélicoptère à vapeur qui devait enlever son
moteur et son générateur. Ce charmant petit modèle, qui a figuré à
l'Exposition aéronautique de Londres en 1868, est fort gracieusement
construit (fig. 26). La chaudière et le bâti sont en aluminium et
les cylindres en bronze. Le mouvement de va-et-vient des pistons est
transmis par des engrenages à deux hélices superposées de 264
centimètres carrés de surface et dont l'une tourne dans le sens
inverse de l'autre. L'appareil vide qui se trouve actuellement au
siège de la _Société de navigation aérienne_, pèse 2{kgm},770. La
chaudière a 0{m},08 de hauteur sur 0{m},10 de diamètre. La hauteur
totale du système est de 0{m},62.
Malheureusement le générateur ne peut résister à une pression
suffisante; quand cet hélicoptère fonctionne, il parvient à
s'alléger notablement, il a une certaine force ascensionnelle, mais
il n'arrive pas à quitter le sol[44].
[Note 44: _L'Aéronaute_, 12e année. 1879, p. 35.]
Les journaux illustrés ont, à l'époque du _Géant_, publié un autre
projet de grand hélicoptère à vapeur (fig. 27), attribué à M. de la
Landelle, mais nul essai d'appareil de ce genre ne fut entrepris et
n'aurait pu être exécuté en raison de l'insuffisance des moteurs
dont on pouvait disposer. Il y eut beaucoup de projets et de
mémoires écrits sur le plus _lourd que l'air_ par l'hélice[45]; mais
on ne vit paraître aucune machine fonctionnant, et la grande
agitation produite par l'initiative de Nadar ne tarda pas à être
oubliée.
[Note 45: Voy. Collection de mémoires sur _La Locomotion
aérienne sans ballons_, publiée par le vicomte de Ponton
d'Amécourt, 6 brochures in-4º. Paris, Gauthier-Villars. 1864
à 1867.]
On en revint un peu plus tard au premier appareil de Launoy et
Bienvenu. Alphonse Pénaud le modifia en remplaçant le ressort dont
se servait ces premiers inventeurs par un fil de caoutchouc tordu;
cet appareil donna un résultat tellement supérieur à ce qu'on avait
obtenu qu'il put presque passer pour une création nouvelle. Voici en
quels termes Alphonse Pénaud a décrit son système.
[Illustration: Fig. 27.--Projet de navire aérien à hélice attribué à
M. de la Landelle.]
Tous les hélicoptères, pour la plupart coûteux, délicats, se
brisant facilement en retombant, avaient un grave défaut: c'est
que leur marche, qui ne durait qu'un instant, semblait plutôt un
saut aérien qu'un véritable vol; à peine étaient-ils partis,
leurs hélices s'arrêtaient, et ils redescendaient.
Préoccupé, il y a quelques années, de l'insuffisance de la
démonstration, je fis des recherches sur les moyens d'avoir des
modèles plus satisfaisants. La force des ressorts solides était
seule d'un emploi simple; mais le bois, la baleine, l'acier, ne
fournissent qu'une force minime en égard à leur poids; le
caoutchouc était bien plus puissant, mais la charpente nécessaire
pour résister à sa violente tension était nécessairement assez
lourde. J'eus alors l'idée d'employer l'élasticité de torsion du
caoutchouc, qui donna enfin la solution tant cherchée de la
construction facile, simple et efficace des modèles volants
démonstrateurs.
J'appliquai d'abord le nouveau moteur à l'hélicoptère, et la
figure 28 représente l'appareil que je montrai en avril 1870 à
notre vénérable doyen, M. de la Landelle. Il est extrêmement
simple: ce sont toujours deux hélices superposées tournant en
sens contraire; leur distance est maintenue par de petites tiges,
au milieu desquelles se trouve le caoutchouc.
[Illustration: Fig. 28.--Hélicoptère à ressort de caoutchouc
d'Alphonse Pénaud (1870).]
Pour mettre l'appareil en mouvement, on saisit de la main gauche
l'une de ces petites tiges, et l'on fait tourner avec la main
droite l'hélice inférieure dans le sens contraire, à celui de la
rotation utile. Lorsque la lanière de caoutchouc est ainsi tordue
sur elle-même d'une façon suffisante, il ne reste plus qu'à
abandonner l'appareil à lui-même; on le voit alors (selon les
proportions de ses différentes parties) monter comme un trait, à
plus de 15 mètres, planer obliquement en décrivant de grands
cercles, ou enfin, après s'être élevé de 7 à 8 mètres, voler
presque sur place pendant 15 à 20 secondes, et parfois jusqu'à 26
secondes.
Malgré les efforts de Pénaud et d'un certain nombre de chercheurs,
il fut impossible de tirer de l'hélicoptère aucun résultat pratique
et la petite machine fut condamnée à rester jouet.
Nous donnons (fig. 29) l'aspect d'un de ces hélicoptères-jouets
basés sur le même principe et construits par M. Dandrieux. Sous
l'action du ressort de caoutchouc, l'hélice tourne et s'enlève à
quelques mètres de hauteur avec les ailes de papillon en papier
mince dont elle est agrémentée.
Le seul appareil de ce genre qui ait laissé derrière lui ses
devanciers est celui de M. Forlanini, au sujet duquel nous allons
donner quelques renseignements précis.
[Illustration: Fig. 29.--Hélicoptère-jouet de M. Dandrieux.]
En 1878, le savant ingénieur italien M. Forlanini, ancien officier
du génie, construisit un petit modèle d'hélicoptère à vapeur dont
nous reproduisons l'aspect (fig. 30).