Cours élémentaire de mécanique industrielle

- - COURS ÉLÉMENTAIRE
  - DE MÉCANIQUE INDUSTRIELLE
  - Tome III
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- - VOLUMES PARUS DE LA MÊME COLLECTION
  - Cours d'Arithmétique...................................... 4 (ï. 75
  - Éléments d'Algèbre........................................ 3 50
  - Cours de Mécanique Industrielle, t. !..................... 4 »
  - — t. Il......................... 4 50
  - — — t. ni......................... 2 50
  - Éléments de Physique...................................... 3 50
  - Notions Élémentaires de Géométrie descriptive appliquée
  - au dessin............................................... 2 50
  - Cours d’Histoire contemporaine, L 1....................... 2 50
  - — de Géographie commerciale.......................... 4 »
  - — d’Espagnol commercial.............................. 3 50
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- - BIBLIOTHÈQUE DE L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE
  - PUBLIÉE SOUS LA DIRECTION DE
  - MM. Michel LAGRAVE, Inspecteur général honoraire de l'Enseignement technique Emile PARIS, Inspecteur général de l'Enseignement technique Secrétaire Général : Georges BOURREY, Inspecteur de l’Enseignement technique»* —---------------------------
  - COURS ÉLÉMENTAIRE
  - DE
  - Æ
  - R
  - MOTEURS A EXPLOSION, AUTOMOBILE, AÉRONAUTIQUE
  - P Alt
  - E. GOUARD
  - G. HIERNAUX
  - Professeur à l’Ecole pratique d'industrie cl des mécaniciens de marine de liotilogne-sur-Mer
  - Professeur à l’Ecole pratique d’industrie de Heinis
  - Licencié ès sciences mathématiques
  - Anciens élèves de la section normale industrielle de Châlons-sur-Marne
  - Préface de M. FARJON
  - Ancien élève de l’Ecole polytechnique, Inspecteur do l'Enseignement technique
  - A l'usage des Écoles pratiques de Commerce et d'industrie (rédigé conformément aux nroAra mines du 28 aoîit 19091 des Écoles nationales professionnelles, jfës~Êcoh
  - de la marine,
  - TOME III
  - !_DU conservatoire national
  - Gps AÙTS K
  - '1 T........___________________________.........1
  - PARISV^^; h'J-
  - II. DUNOI) ET E. PI NAT, EDITEURS
  - 47 ET 49, QUAI DES GRANDS-AUGUSTINS (VIe ARR1)
  - 1910
  - Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés pour tous pays
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- - MECANIQUE
  - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION OU A COMBUSTION INTERNE
  - I. — Notions générales
  - 1. Défini lions. — Dans les machines à vapeur, on dit que la combustion est externe, parce qu’elle se produit dans une capacité spéciale située en dehors du cylindre moteur.
  - Dans les moteurs à gaz et à essence, on dit, au contraire, que la combustion est interne, parce qu’elle a lieu dans la chambre meme du cylindre travailleur. Pour éviter l’encrassement de celui-ci, le combustible doit y être introduit à l’état gazeux ou liquide pulvérulent, et mélangé à l’air dans des proportions convenables pour constituer un mélange détonant.
  - La combustion, assurée par un dispositif d’allumage, est très rapide; c’est la pression exercée sur le piston par les gaz produits qui occasionne le mouvement,- d’où le nom d’explosion.
  - Les combustibles les plus usités sont :
  - 1° Le gaz d’éclairage, appelé encore gaz de ville ou gaz de houille ;
  - 2° Les gaz pauvres, à l’air, à l’eau ou mixtes, obtenus par la gazéification de combustibles variés dans des gazogènes ou des fours.
  - 3° Les gaz des hauts fourneaux et des fours à coke ;
  - MÉCANIQUE. — T. III.
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- - 2 MÉCANIQUE
  - A
  - 4U Le pétrole, l'essence et l’alcool, préalablement pulvérisés et mélangés intimement à l’air dans des carburateurs.
  - 2. Historique. — Dès 1678, l’abbé Hautefeuille eut l'idée d’appliquer les propriétés expansives des gaz à la production de la force motrice, en faisant exploser de la poudre sous un piston. Le célèbre physicien Huygens (1623-1695) eut lui aussi cette idée. En 1799, l'ingénieur Philippe Lebon, qui découvrit le gaz d’éclairage, prit un brevet pour l'utilisation de ce gaz dans les machines motrices. C’est seulement vers tSGOque furent construits les premiers moteurs à gaz industriels. Le nom de Lenoir est resté le plus célèbre des promoteurs de cette invention. En réalité, il ne fut pas le seul inventeur : Degrand et Hugon méritent aussi d’être cités.
  - Lors de leur apparition, les moteurs à gaz étaient analogues à, la machine à vapeur. Ils fonctionnaient à deux temps et à double effet. Le piston, sa tige, sa crosse, le presse-étoupe, le système bielle et manivelle, la distribution par tiroirs commandés par excentriques,se retrouvaient dans la nouvelle machine thermique. Un tiroir supplémentaire assurait au moment convenable l'inflammation du combustible gazeux par un dispositif d’allumage. A cause des hautes températures atteintes par l’explosion, on dut renoncera la distribution par tiroirs, au presse-étoupe permettant le double effet et à la crosse de piston. Ces organes étaient trop sujets aux grippements. Actuellement, on refroidit les organes par une circulation d’eau autour du cylindre ; la distribution se fait par soupape, et la bielle est directement articulée à un tourillon du piston,qui est long, pour assurer le guidage du mouvement rectiligne.
  - Le cycle à quatre temps est dû à Beau de Rochas (1862), mais il n’a été appliqué qu’en 1876 par Otto, qui avait déjà exposé une machine atmosphérique en 1867.
  - Jusqu’en 1886, le gaz fut le seid combustible utilisé. Depuis cette époque, le pétrole, l’essence et l’alcool ont été employés. Enfin ]’utilisation directe du gaz des hauts fourneaux depuis 1893 a donné lieu à la construction de moteurs de fortes puissances et a contribué à l’essor de la production de la force motrice par les gaz pauvres des gazogènes.
  - II. — Combustibles gazeux
  - 3. Gaz d'éclairage. — a) Définition.— Le gaz d’éclairage est un mélange de gaz combustibles obtenu }>ar la distillation en vase clos des houilles grasses à longues .flammes, riches en matières volatiles.
  - b) Production. —La gazéification s'effectue dans des cornues disposées dans un four donl on trouvera la description dans le Cours de Chimie.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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  - Elle est suivie d’une épuration physique dans un barillet et un scrubber à coke, parfois d’une épuration mécanique dans des épurateurs à choc, puis d’une épuration chimiquc'dans des cuves à sciure de bois, à chaux et ;i oxyde ferrique.
  - e) Produits de la fabrication.— Une tonne de houille grasse donne environ :
  - 300 mètres cubes de gaz d’éclairage;
  - 700 kilogrammes de coke ;
  - 30 kilogrammes de goudron;
  - 70 kilogrammes d’eaux ammoniacales.
  - d) Composition du gaz d’éclairage. — Elle varie avec la nature de la houille, avec, la température et la durée de l’opération ; elle est cependant toujours voisine de la suivante :
  - Hydrogène H.'.......................... 50 0/0 en vol.
  - Formène ou méthane CIE.................. 33 0/0 —
  - Oxyde de carbone CO.................... 8 0/0 —
  - Autres carbures C2II,, C2H-, C311°, 5 0 0 —
  - Gaz incombustibles Az, CO-’............... 4 0/0 —
  - e) Propriétés. — La puissance calorifique de l",:i de gaz est de 5.300 calories en moyenne (de 5.000 à 5.800) et son poids de Ükv520. Il exige, pour brûler entièrement, environ (“>m3 d’air, et le mélange de gaz et d’air dans ces proporlions, lorsqu’il est enflammé, produit une explosion qui élève la température à plus de 3.000°. Dans ces conditions, si la pression était constante, le volume e0 des gaz supposés à 0° deviendrait :
  - V — X (1 + a0 — r0 ^1 -| ^ = 12r0.
  - Si, au contraire, le volume est constant, c’est la pression qui passe de 1 à 12 atmosphères.
  - Bien que dans'la pratique ces chiffres ne soient pas tout à fait atteints, on conçoit toute l’importance de l’énergie que l’on peut utiliser dans les moteurs à gaz.
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- - 4 MÉCANIQUE
  - 4. Gaz à l’air. — a) Définition. — C'est, le mélange des gaz obtenu par la combustion incomplète du charbon dans un foyer soufflé à l'air. Le gaz combustible est l’oxyde de carbone CO.
  - b) Principe. — La combustion du charbon peut se faire suivant les deux réactions ci-dessous, qui sont toutes deux exothermiques, c’est-à-dire dégagent de la chaleur :
  - (1) G -f- 20 = CO2 + 96.960 calories,
  - 12ks(b -1- 32k& = 44kf?
  - soit
  - 96.960 : 12 =z 8.080 calories par kilogramme de carbone;
  - (2) G -f- 0 = CO 4- 29.676 calories,
  - 12k& + 16kff = 28k-
  - soit
  - 29.776 : 12 = 2.473 calories par kilogramme de carbone.
  - Il en résulte que la combustion de l’oxyde de carbone CO est elle-même exothermique :
  - (3) CO + O = CO2 -|- 67.884 calories,
  - 28ks -|- 16kg — 44kt?
  - soit
  - 67.284 : 12 = 5.607 calories par kilogramme de carbone ;
  - 67.284 ; 28 = 2.403 calories par kilogramme d’oxyde de carbone;
  - 67.284 : 22,27 (2) — 3.021 calories par mètre cube d’oxyde de carbone.
  - Par conséquent, si l’on arrive à transformer les combustibles solides en oxyde de carbone CO, qui est un combustible gazeux, on pourra utiliser directement ce dernier dans les moteurs à gaz.
  - (P 12 et 16 sont les poids atomiques du carbone G et de l’oxygène O.
  - 44 et 28 sont les poids moléculaires du gaz carbonique CO2 et de l’oxyde de carbone CO.
  - (2) 22, 27 esl le volume moléculaire des corps composés gazeux à la température de 0° et à la pression de 760,mn de üg. 11 s’exprime en litres ou en mètres cubes, selon que le poids moléculaire représente des grammes ou des kilogrammes.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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  - c) Formation d’anhydrique carbonique CO2. — Pratiquement, il subsiste toujours sur le gaz produit une certaine proportion de CO2 qui varie avec la température :
  - t° ^ 450°, il y a en volumes 100 0/0 de GO2 et 0 0/0 de GO
  - 650°, — 90 a/o CO2 10 0/0 CO
  - 650°, — 60 0/0 GO2 40 0/0 GO
  - 750°, — 20 0/0 GO2 80 0/0 GO
  - 850°, •— 5 0/0 CO2 95 0/0 GO
  - T° ^ 950°, — 0 0/0 CO2 100 0/0 CO
  - d) Composition. — En outre, le gaz renferme de l’azote Az, de l’air et quelques hydrocarbures contenus dans le charbon ou provenant de réactions diverses. Sa composition par mètre cube est voisine de la suivante :
  - 0m3 22 de CO pesant 0k8',275 et dégageant 670 calories
  - 0 ,05 H — 0 ,004 — 130 —
  - 0 ,03 GIP — 0 ,021 200 —
  - 0 ,01 II20 — 0 ,006 1
  - 0 ,03 GO2 — 0 ,059 > gaz inertes
  - 0 ,66 Az — 0 ,830 r
  - •[m3 ,00 de gaz pèse lkM95 et dégage 1.000 calories.
  - On obtient 5 mètres cubes de ce gaz par kilogramme de bonne houille maigre à 8.000 calories.
  - 5. (iiix A l'eau.— a) Définition. — C’est un mélange d’hydrogène et d’oxyde de carbone provenant de la décomposition de l’eau parle carbone incandescent. b) Principe. — La perte considérable de calories :
  - 8.000 — (1.000 x 5) = 3.000
  - que l’on constate dans la production du gaz à l’air est due à ce que la chaleur dégagée par la réaction (2) :
  - (2) C -j- O = CO -|- 29.676 calories,
  - 12ks + 16ke = 28ks
  - est complètement inutilisée.
  - En employant cette chaleur à vaporiser, puis à dissocier un
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- - 6 MÉCANIQUE
  - courant de vapeur d’eau, on obtient un rendement bien supérieur :
  - G + H20 12ks + 18k«' (4) C + 1120
  - CO + II2 + (29.676 — 68.800) calories; 28ks- -J- 2k8
  - CO + H2 — 39.124 calories.
  - Cette réaction est endothermique, c’est-à-dire qu’elle absorbe de la chaleur; elle ne peut donc sc produire isolément. Il est d’ailleurs nécessaire de maintenir une température élevée t > 550° à l’intérieur du gazogène ; autrement la décomposition de la vapeur d’eau ne se produirait pas. Elle donne d’ailleurs lieu à la production de CO2 inerte entre 550 et 800° :
  - C + 2H20 = CO2 + 2II2 + (96.960 — 137.600) calories; •12ks 4- 36k«' = 44k8 -p 4k8 (b) C + 2I120 = CO2 -P 2H2 — 40.610 calories.
  - 6. Gaz mixte. — a) Définition. — C’est un mélange de gaz à F air et de gaz à Veau que l'on obtient pratiquement dans l’industrie en sou filant les gazogènes avec un mélange d’air et de vapeur.
  - b) Marche du gazogène. — 11 convient d’employer une quantité modérée de vapeur (800° par kilogramme de carbone fixe), afin de marcher à une allure très chaude qui favorise ;
  - 1° La formation d’oxyde de carbone, réaction (2) ;
  - 2° La réduction de l’anhydride carbonique à l’état d’oxyde de carbone :
  - CO2 + C
  - 4.4kg- _p joug
  - (6) CO2 -P C
  - 2C0 4 (59.352 — 96.960) calories ; 50k8
  - 2C0 — 37.608 calories.
  - 3° La décomposition plus complète de beau en scs éléments.
  - En môme temps que les réactions (1), (2), (3), (4), (5) et (6), il se produit la distillation des carbures d’hydrogène. Les matières volatiles, méthane CIL' et parfois éthylène G2!!’, passent dans le gaz qu’ils enrichissent.
  - Quant aux goudrons, plus ou moins liquides, ils peuvent
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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  - être très gênants si l’on n’arrive pas à les décomposer ou à les arrêter avant l’arrivée des gaz aux moteurs qu’ils encrassent.
  - Les cendres que tous les combustibles renferment en quantité plus ou moins grande peuvent aussi être très nuisibles par suite de la formation de mâchefers qui obstruent les grilles.
  - c) Combustibles employés. — Les plus favorables sont les plus maigres et les plus purs : anthracite du pays de Galles; charbons maûjres criblés français ou belges : Anzin, Ostri-court, Nœux, Vicoigne (Nord et Pas-de-Calais), Nord-Alais (Gard), etc. ; coke et charbons de bois. Les gazogènes soufflés permettent cependant l’emploi de combustibles beaucoup plus variés et plus médiocres.
  - d) Composition du gaz mixte. — Elle est approximativement la suivante pour lm3 :
  - 44o calories 835
  - lm3,U0 de gaz pèse 1k^,i0 et dégage 1.300 calories
  - Il exige environ 1 fois 1/2 son volume d’air pour brûler complètement.
  - Nous donnons, d’après M. Lencauchez, la composition de quelques gaz industriels particuliers :
  - 0m3,27 de GO pesant 0Ks',35 et dégageant 0 ,18 H — 0 ,015 —
  - 0 ,07 CO2 — 0 ,14
  - 0 ,48 Az — 0 ,60
  - gaz inertes
  - COMPOSANTS A. L. ' DOWSON SIEMKNS MONO J. A. L.
  - en HOUILLE
  - VOLUME ANTHRACITE ANTHRACITE FLÉNUE SFLINT-COAL SPLINT-COAL
  - s l 11 18,79 21,22 26,55 5,83 23,00 10,00 3,00 14,50
  - -s CO 18(21) 21 (56 29(50 4,45
  - ! cio 4 (tri 0,00 3.17
  - J [ C2!!* 0,52 1,11 0,00
  - - i O 0 ) 18 0,46 0,52 0,00 0,00
  - 1 CO 2 1,55 11,30 2(35 15,00 3(00 48,55
  - — ( Az 53,13 42,2'.) 66,57 49,00
  - Pouvoir calori-
  - tique au mètre cube. > 1.548 cal. ! 1.388 cal. 1.080 cal. 1.156 cal. 1.650 cal.
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- - 8
  - MECANIQUE
  - 7. Gaz de bois H. lîiclié. — a) Principe. — La distillation, en vase clos, du bois, combustible riche en carburet d'hydrogène (OU 0/0) et en humidité' (10 à 20 0/0), produit, comme celle de la houille, un gaz riche en éléments combustibles. Les réactions suivantes se produisent :
  - 2U-0 + G = C02 4- 2I12,
  - 1120 + C = CO 4- H2,
  - CO2 + C = 2C0,
  - C0 -|- 611 1= CIO -f ll20,
  - CO2 -|- 811 — Cil5 -j- 21L0.
  - Il reste du charbon de bois dans les cornues du four, comme il l'este du coke après distillation de la houille.
  - b) Composition. — Elle est en moyenne la suivante :
  - Hydrogène 11. ................. 41> 0/0 en volume
  - Méthane CIO........................ 15 0/0 —
  - Oxyde de carbone 00................ 22 0/0 —
  - Anhydride carbonique CO2.......... 18 0/0 —
  - c) Propriétés. — Il demande pour brûler complètement les 3/5 de son volume d'oxygène, soit 3 t'ois son volume d’air son pouvoir calorifique au mètre cube est de 3 000 calories.
  - Le pouvoir éclairant de ce gaz est très faible ; il eonvien cependant pour l’éclairage par incandescence. On l’utilist aussi pour le ch au liage industriel et surtout pour la production de la force motrice.
  - 8.*Gaz des fours à coke. — « Les installations d( fours à coke que l’on construit actuellement sont toujours ac compagnées d’une usine de récupération des sous-produits d( la fabrication du coke (goudron, sulfate d’ammoniaque, etc.)
  - « Ces installations modernes complètes sontassczcoûteuses elles exigent un capital presque double de celui demandé pai les installations anciennes. Mais le bénéfice réalisé est te qu’il permet d’amorLir, en quelques années, les frais d’établissement. Aussi ne faut-il pas s’étonner que les usines à sous produits se soient rapidement généralisées.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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  - « La distillation d’une tonne de houille à coke produit en moyenne environ 240 mètres cubes de gaz, vapeur d’eau condensée.
  - « La quantité de gaz qui doit brûler dans les carneaux pour produire la cokéfaction, varie d’après le degré de perfectionnement du four, la nature du combustible, etc.
  - « De plus, on prélève sur le gaz restant la quantité nécessaire à la production de la force motrice absorbée parles différents appareils d'enfournement et détournement, d'extinction, des pompes et extracteurs, et enfin une portion pour produire la vapeur qu’il faut aux colonnes de distillation des sous-produits.
  - « On ne peut compter ainsi, comme quantité de gaz réellement disponible, que sur 3b 0/0 de la quantité totale produite dans les fours, soit 84 mètres cubes par tonne de houille enfournée ou 103 mètres cubes de gaz par tonne de coke produite (le rendement en coke étant en moyenne 80 0/0).
  - « La composition du gaz de fours à coke est. la suivante
  - G "Ml"-......................... 1 ,o à 3 0/0 en volume
  - Cil4.......................... 25 à 35 0 0 —
  - G0.............................. 5 à 10 0/0 —
  - Il............................ 50 il 55 0 0 —
  - « C’est un gaz très riche à cause de sa haute teneur ei méthane et hydrogène. 11 se rapproche du gaz d’éclairage, e son pouvoir calorifique, qui n’est jamais inférieur à 3.500 ca lories, atteint souvent 4.500 calories. » (Communication de Etablissements J. Cockerill.)
  - 9. Gaz des hauts fourneaux. — a) Historique de l’utilisation. -Les gaz qui résultent de la production de la fonte renferment des élémen combustibles. Pendant longtemps ces gaz s’échappant dans l’atmosphè parle gueulard furent entièrement perdus. Depuis 1850, la chaleur dégagi par la combustion de ces gaz est employée à réchauffer Pair envoyé ai Mais nn n’utilise ainsique 40 à 50 0/0 de la production totale d
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  - MÉCANIQUE
  - meilleurs résultats; elle est encore récente. En 1894, M. Tfiwciile envisagea le problème et tenta de le résoudre à la Glasgow Iron and Steel Company ; vers la même époque, les usines de Horde, en Allemagne, faisaienl des essais dans le même sens. C’est surtout aux Etablissements Cockerill que revient l’honneur d’avoir rendu pratiquement réalisable ce grand progrès (décembre 1895).
  - b) Propriétés. — Dans un haut fourneau français, Ja production moyenne est de; 100 tonnes de foule par vingt-quatre heures(1). Elle nécessite environ 100 tonnes de coke métallurgique à 15 0/0 d’eau et cendre. La production du gaz s’élève à 4.500 mètres cubes par tonne de fonte;, et son pouvoir calorifique est de 900 à 1.000 calories.
  - Sa composition par mètre cube est la suivante :
  - GO..................... 25 à 30 0/0 en volume
  - CIL.................... 0,3 à 1,5 0/0 —
  - H...................... 1,5 à 2,5 0/0 —
  - CO2.................... 9 à 1 1 0/0 —
  - Az..................... 02 à 55 0 0 —
  - Il nécessite environ les 8/10 de son volume d’air pour brûler, c) Epuration. — Les gaz des hauts fourneaux entraînent avec eux une grande quantité ele poussières (5 à 15" par mètre cube) qui constitue un obstacle sérieux à leur utilisation. On s’en débarrasse d’abord par des laveurs, grands cylindres où les gaz cheminant de bas en haut sont soumis à une injection d’eau faite à la partie supérieure. Des ventilateurs à injection d’eau complètent l’épuration en abaissant la teneur en poussières à 0»',1 ou 0*,2 par mètre cube de gaz.
  - III. — Fours et gazogènes
  - 10. Définitions. — On désigne sous le nom de gazogènes les appareils destinés à transformer les combustibles solides en combustibles gazeux. Le nom de four est plutôt réservé au cas où la distillation d’un combustible s'effectue à l’intérieur
  - (') Les hauts fourneaux des aciéries de Micheville produisent jusqu’à 175 tonnes de fonte nar 24 heures
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 11
  - de cornues chauffées extérieurement par un foyer où a lieu la combustion d’un autre combustible.
  - Les premiers gazogènes du type Siemens ne différaient guère d’un foyer ordinaire que par l’épaisseur du combustible. Ils se construisaient avec ou sans grille et produisaient à une haute température du gaz à l’air ou gaz Siemens. La connaissance du gaz à l’eau donna lieu à de nouveaux modèles dans lesquels les deux sortes de gaz étaient produits alternativement. Actuellement, c’est un mélange d’air et de vapeur d’eau qui réagit sur le carbone incandescent, sauf à l’allumage, qui se fait à l’air seul. Outre les fours, dont nous étudierons un spécimen, il existe deux classes de gazogènes :
  - 1° Les gazogènes soufflés, dans lesquels l’air et la vapeur d’eau sont injectés sous pression;
  - 2° Les gazogènes par aspiration, dans lesquels la marche des gaz est assurée par une dépression produite dans les appareils soit par le moteur lui-même (types les plus répandus), soit parmi ventilateur extracteur.
  - Le mot gazogène est synonyme de générateur de gaz.
  - 11. Gazogène autoréducteiii* à double combustion Riclié {fig. 1). — a) Description. — C’est un gazogène soufflé qui se compose essentiellement de deux cuves B et C réunies à leur hase par un carneau P. Les parois sont en matériaux réfractaires revêtus extérieurement d’une chemise en tôle et fonte. Une couche d’amiante intercalée entre les matériaux réfractaires et l’enveloppe métallique forme calorifuge et s’oppose aux pertes de chaleur comme à la détérioration du métal.
  - La cuve de combustion B comprend la trémie de chargement S, le corps et le foyer O muni de la grille g sur laquelle brûle le combustible grâce à l’air primaire soufflé arrivant par une conduite b qui débouche à la partie supérieure du cadre de porte de foyer O.
  - Les produits de la combustion : GO, CO2, II, Az, passent dans la colonne de réduction C garnie de coke ou de charbon de bois,
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- - 12 MÉCANIQUE
  - Une entrée d’air secondaire c, placée dans la région médiane
  - rxr~TT'
  - Fig. 1. — Coupe du gazogène autoréducteur à double combustion.
  - A, caisson ;
  - B, trémie tic chargement;
  - C, trémie de réduction;
  - O, foyer ;
  - P, carneau (zone de deuxième combustion ;
  - Q, porte et cadre de foyer ;
  - K, porte et cadre de réduction ;
  - S, tète de chargement;
  - T, tète de sortie de gaz ; è, air primaire ;
  - c, air secondaire ;
  - g, grille du foyer ; flasques de foyer ;
  - m, boulons de fixation des flasques ; o, arrivée d’eau ;
  - P, étrier de porte de foyer ;
  - q, étrier de porte de réduction ;
  - r, étrier de tête de chargement;
  - s, étrier de tête de sortie de gaz ; tubulure de sortie de gaz ;
  - u, soutien de fausse grille ; i\ fausse grille.
  - du carneau P, assure la combustion des carbures d’hydrogène distillés dans la cuve B. La chaleur ainsi produite porte au
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION <13
  - rouge le charbon de la colonne C, qui provoque la réduction
  - des produits non dissociés :
  - C0‘- -f G = 2CO ;
  - ' IPO + G = GO + II2.
  - Si les combustibles ne produisent pas d’hydrocarbures
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- - 14 MÉCANIQUE
  - l’entrée d’air secondaire c sert an maintien de la température de la colonne C.
  - Le décrassage des grilles et les nettoyages s’opèrent par les portes O et R.
  - Quand on emploie du bois qui renferme une cerlaine quantité d’eau, il est inutile d’en ajouter ; au contraire, avec le coke et les houilles maigres, on fait arriver un filet d’eau sous la grille. Cette eau se vaporise, s’oppose a une trop grande température et donne en se dissociant des gaz riches en pouvoir calorifique [réaction (4), n°5].
  - b) Fonctionnement. — Les gaz sortent par le tube l ; à la mise en marche, ils sont évacués par la cheminée d’allumage D jusqu’à ce qu’ils soient combustibles, ce dont on s’assure par un robinet d’essai. Alors on ferme la cheminée I), les gaz se rendent au laveur E [fig. 2) constifuépar une série de plateaux à l’intérieur desquels se trouve une nappe d’eau constamment renouvelée dans laquelle barbotent les gaz. Ceux-ci traversent ensuite l’épurateur filtre-mousse F rempli de mousse végétale tassée à la main, qui arrête les traces de poussières, de goudrons et de vapeur d’eau ayant échappé à l’action du laveur E. De là les gaz se rendent au gazomètre G et au moteur M après avoir traversé une cloche J appelée antipulsateur ou poumon.
  - La cuve du gazomètre est généralement utilisée comme réservoir d'eau pour le lavage du gaz et le refroidissement du moteur ; une pompe en assure la circulation.
  - c) Avantages. — Les gazogènes soufflés sont moins employés que ceux qui fonctionnent par aspiration directe du moteur sur le. générateur; leurs frais d’installation sont plus élevés. Cependant ce sont les seuls qui permettent d’utiliser les combustibles les plus divers. Ils consomment par cheval-heure effectif environ :
  - 450 à 500s d’anthracite ou de houilles- maigres à.
  - 600 à 650s de charbon médiocre à.............'.
  - 650 à 1.300s de tourbes et lignites de.3.000 à
  - 550 à 650s de coke et grésillon à............
  - 700 à 800s de poussier de coke à.............
  - 1.400 à 1.700s de déchets de bois, sciure, copeaux.
  - 1.500 à 1.900s de paille, grignons d’olives, écorces d’amandes.
  - 8.000 calories 6.000 — 6.000 — 7.000 —
  - 6.000 —
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - «5
  - 12. Gazogène par aspiration Otto [fig. 3). -a) Description. — Comme la plupart des gazogènes par aspi ration, celui que construit la Société' française de constructio
  - mécanique et d'industrie automobile se compose de deux parties essentielles : le générateur et l’épurateur.
  - , Fin. 3.
  - Le générateur comprend de haut en bas :
  - 1° La trémie de chargement T, munie de deux obturatei: pour empêcher toute rentrée d’air au moment de l’introdi lion du comhuslible ;
  - 2° Le magasin de combustible \l, qui assure une marc régulière de l'appareil malgré des intervalles de plusiei lionooc lot; oll/l r.o-pnKMl I S !
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- - 16
  - MÉCANIQUE
  - 3° Le vaporisateur Y ;
  - 4° La cuve du générateur, constituée par un cylindre métallique garni intérieurement de matériaux réfractaires, dont il est séparé par une couche d’amiante ;
  - 5° La grille G, sur laquelle s’opère la combustion ;
  - 6° Le cendrier, dans lequel arrive l'air chargé de vapeur d’eau.
  - L’épurateur comprend :
  - 1° Le barillet, cylindre à moitié rempli d’eau dans lequel le gaz barbote et où se dépose un goudron épais ;
  - 2° Le scrubber à coke, à la partie supérieure duquel l’eau injectée en fines gouttelettes, s’écoule à l’encontre des gaz, qui achèvent de s’épurer.
  - b) Fonctionnement. — « La dépression produite par l’aspiration du moteur provoque un appel d’air qui pénètre dans le générateur par la tubulure a. Cet air traverse le vaporisateur chauffé par les gaz produits, s’y charge de la vapeur d’eau nécessaire à la produel ion du gaz hydrogéné, et se rend sous la grille par la tubulure b. Traversant ensuite la colonne de combustible incandescent, il se transforme en gaz pauvre. Après avoir cédé une partie de sa chaleur au vaporisateur, il est conduit par le tube c à la partie inférieure de l’épurateur. Dans son passage à travers la colonne à coke, il se débarrasse de ses diverses impuretés, goudrons, poussières, acides, et se rend ensuite dans le pot-poche, dont le but est d'amortir les brusques variations de pression dues aux aspirations du moteur.
  - « Une conduite extérieure alimente en eau le vaporisateur, dont le trop-plein s’écoule parla tuyauterie d. L’excès d’eau est conduit dans le cendrier, où la vapeur produite contribue au refroidissement et à la conservation de la grille. Le trop-plein du cendrier est à son tour conduit par le tube e dans le pot de trop-plein P.
  - « Pour la mise en marche du gazogène, un ventilateur d’allumage A, commandé à main ou mécaniquement, chasse l’air nécessaire à travers la colonne de combustible, les produits impurs étant à ce moment évacués à l’extérieur par la cheminée d’allumage C. »
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 17
  - 13. Gazogène par aspiration Glaenzer, Per-reaud et 'l'homine {fig. 4). — a) Description. — 1° Le générateur comprend un foyer formé d’un cylindre en tôle A revêtu intérieurement d’une garniture en briques réfractaires B, reposant sur une grille en fonte G. Les portes Ddu foyer A et F du cendrier E permettent le nettoyage. La trémie de chargement II et le vaporisateur G occupent la même position que dans le gazogène Otto. L’admission de l’air se fait en I et l’air chargé de vapeur arrive par la conduite J dans le cendrier E. Un ventilateur à main L sert à l’allumage. La tuyauterie NZRS conduit à l’épurateur le gaz produit dans le foyer;
  - FCombustible's
  - i° Le laveur-épurateur est formé d’un cylindre en tôle 0, à la base duquel se trouve une grille P. Celle-ci supporte du coke de fonderie assez gros sur lequel est laite une injection d’eau en pluie ;
  - 3° Le pot d'aspiration J placé entre le scrubber et le moteur assure à celui-ci une marche régulière.
  - .MÉCANIQUE. — T. TIT.
  - 2
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- - 18
  - MÉCANIQUE
  - b) Mise en train. — « On dispose sur la grille du gazogène une couche de bois, ou mieux, de braise que l’on allume; la l'umée sort par la cheminée, dont le robinet est ouvert pendant celte opération.
  - « Dès que le bois est'enflammé, on verse par la trémie une petite quantité de combustible, de façon à constituer une couche de faiblq épaisseur dans le loyer, dont on ferme à ce moment les portes. On ventile ensuite de façon à porter le charbon à Vincandescence, puis on continue progressivement le chargement du combustible, en assurant en môme temps la ventilation jusqu'au moment où le gaz allumé aux robinets témoins m et n donne une flamme longue, d'un bleu rougeâtre. Cette leinle indiquant que le gazogène produit à ce moment du bon gaz, on peut donc mettre en route le moteur.
  - c) Fonctionnement. — « Les indical ionsqui précèdenlayanl été observées, le moteur mis en marche produit dans le? gazogène une dépression qui assure, au temps de sa course d’aspiration dans ce dernier, sous l'influence de la pression atmosphérique (la soupape du gaz étant ouverte), l’afllux par la tubulure I de l’air extérieur. Celui-ci traverse l’évaporateur en se chargeant de vapeur d’eau, pénètre dans le cendrier, au-dessous du loyer, par la tubulure .J, traverse la couche de combustible incandescent et, à ce contact, par suite de la réaction chimique, assure la production de gaz pauvre qui s’échappe du gazogène par la tubulure N. Ce gaz pénètre par la tubulure S dans le laveur où il abandonne, en traversant la couche d’eau de coke humide et la pluie d’eau, les poussières, matières goudronneuses, ammoniacales et autres impuretés dont il est chargé. Ainsi purifié, il sort en O pour se rendre dans le pot d’aspiration, et de là au moteur.
  - « Semblable phénomènese produit au l o m a I i queux ent c h aq u e fois (pie, sous l'influence du régulateur, la soupape de gaz étant ouverte, le moteur aspire dans le gazogène. C'est donc la production de gaz continu ainsi assurée de façon tout à fait économique, puisque le volume du gaz produit est fonction des besoins du moteur. «
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  - 19
  - s mômes organes que les précédents; mais la disposition du
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 21
  - Fig. 7 -Coupe suivant CD
  - Echappement, du moteur ^ Arr primaire
  - Gau de chauffage pour moteur à gau
  - vaporisateur est différente. Celui-ci est chauffé non pas par le loyer, mais par le gaz à liaule température sur le parcours duquel il se trouve. L’air venant de l’atmosphère traverse d’ailleurs le vaporisateur avant de se rendre au cendrier.
  - En outre, un épurateur à sciure de bois est prévu pour enlever aux gaz, sur leur parcours entre le scrubber et le moteur, les dernières parcelles de goudron et d’humidité qu’ils peuvent encore contenir.
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- - 22 mécanique'
  - 15. Gazogène aérliydrique par aspiration Len-caucliez {fig. 6, 7 cl 8). — Pour donner une idée de la variété des procédés employés pour fabriquer les gaz pauvres, nous représentons une installation dans laquelle on récupère une partie de la chaleur perdue par le moteur à gaz..
  - a) Description. — L’installation comprend trois parties essentielles :
  - 1° Le gazogèfie proprement dit m avec sa grille, sa trémie de chargement, sa cheminée d’allumage l et une prise de gaz centrale n ;
  - 2° Un réchauffeur d'air b surmonté d’un saturateur de vapeur d’eau c ;
  - 3° Un laveur sécheur du gaz d, dans lequel le gaz est épuré après avoir traversé un réchauffeur vaporisateur d'eau e.
  - b) Fonctionnement. — Les gaz d'échappement du moteur (1), qui sont à une température élevée, 300°, arrivent par la tubulure a, traversent le réchauffeur d’air b à l’intérieur d’un faisceau tubulaire et sont évacués en f.
  - L'air (2) est admis dans le récupérateur par les orifices o, il contourne le faisceau tubulaire et s’échauffe avant de passer dans le saturateur e, où il se charge de vapeur d’eau. De là, il se rend dans le cendrier g par la conduite h.
  - Le gaz (3) produit dans le générateur traverse à sa sortie le vaporisateur e renfermant l'eau de circulation du moteur à gaz. Celte eau, qui est déjà à une température voisine de 50°, arrive en i, s’échauffe au contact du gaz qu’elle refroidit de 700 à 300° environ, se vaporise en partie et la vapeur produite sort en y pour aller au saturateur c. Le gaz (3) est ensuite épuré dans un laveur épurateur d surmonté, d’un sécheur k avant de se rendre au moteur par la tubulure p.
  - 16. Installation de force motrice avec gazogène par aspiration {fig. 9). — a) La disposition des différents appareils est suffisamment indiquée par la figure 9 et sa légende. Nous ferons seulement remarquer qu’il n’est pas nécessaire d’installer un gazomètre.
  - b) Avantages. — A cause de sa grande simplicité, le sys-
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- - G
  - Fig- 9- Moteur 4 gaz el gazogène Kœrling, breveté S. G. D. G.
  - ûtfène ; — 13, départ du gaz ; — C tx ,
  - )yage; - G, tuyau de gaz allant au moteur: - H arrivée d'e^u nnuT'U 882 ~ E’ 8cpnhbcr : ~ Evacuation de l’eau de gène ; - K. tuyauterie de vapeur ; - L, arrivée delïau dansSber"T'1 7 J’ arrlvée dah' vapeur danst mpuni de eimetme - 1>, tau.],on de nettoyage ; - v, ventilateur d’allumage : "y,'séparateur deï"'' d° îermelilre : ~
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  - MOTEURS IN D USTRI El. S
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- - 24 MÉCANIQUE
  - tème à gaz aspiré tend à se généraliser de pins en plus. Les gazogènes ont un rendement égalauxmeilleurs générateurs de vapeur de grande puissance, 75 à 80 0/0; ils ne produisent aucune fumée et nécessitent une surveillance insignifiante. Ils peuvent brûler à pclil feu pendant la nuit et la mise en marche se fait alors en dix minutes le malin. En dehors dos chargements qui peuvent se faire à plusieurs heures d’intervalle et de quelques décrassages, il n’y a pas de main-d’œuvre. Enfin la consommation de combustible est minime; elle est inférieure à celle des générateurs et occasionne parfois une économie de 40 à 50 0/0 dans les installations de petites puissances (P < G0ollx).
  - c) Inconvénients. — 1° La marche d'un gazogène peut être contrariée par la formation de mâchefers et par les cendres fusibles qui souvent obstruent les grilles ou constituent des voûtes empôchanl toute descente du combustible. D’où la nécessité d’employer des combustibles de choix, renfermant peu d’impuretés. Assez souvent on les crible et on les lave. L’humidité du charbon, on le conçoit, n’est aucunement nuisible ;
  - 2° La marche du moteur peut être contrariée par le dépôt de goudrons vésiculaires, que l’épuration décrite peut être insuffisante à faire disparaître. Une allure très chaude obtenue par des dispositions spéciales permet d’éliminer ces goudrons, qui se décomposent au-dessus de 900°. JV1. Lencauchez accouple deux gazogènes A, B, et fait passer alternativement le.gaz de A dans B et de B dans A ; la température du gazogène est alors considérable. Mais, dans les installations ordinaires, l’anthracite et les charbons maigres conviennent seuls.
  - A cause de ces raisons ot pour les grandes puissances, les gazogènes par aspiration ne sont pas toujours applicables. Les gazogènes soufflés et môme les machines ù vapeur pourront cire plus avantageux.
  - d) Consommation de oombustible. — Elle est environ de 450 d’anthràcite à 45 francs la tonne, ou 500 de houille maigre ou G00B de coke à 7.000 calories, par cheval-heure indiqué.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 25
  - 17. Four à gaz de bois à distillation renversée
  - LÉGENDE
  - A Charbon de Lois icpurallonj.
  - B Bois (distillation).
  - C Pied de cornue.
  - E Sortie des flammes du foyer.
  - P Foyer.
  - G Gaine.
  - H Sortie des flammes de la gaine. X Registre.
  - J Cheminée (wraeiu eondol^ot à li)
  - K Barillet.
  - L TrompcUe. .
  - M Plongeur R Tube regard.
  - Y Dalles de devanture.
  - 11. Riche. — a) Description (fty. 10), — « Un four à gaz est
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- - 20
  - M KCANIOUE
  - constitué par le groupement dans un môme massif de maçonnerie d’un certain nombre de cornues cylindriques AB, en fonle, disposées verticalement, le foyer F destiné à les chauffer étant ménagé à l’intérieur du massif.
  - « Chaque cornue repose par son propre poids dans une gorge circulaire d’un récipient cylindrique G également en foule et appelé pied, de cornue. __
  - « Les cornues et les pieds de cornues sont fermés hermétiquement au moyen de portes ou tampons de fermeture. Les gorges des pieds de cornue dans lesquelles s’emboîtent les extrémités inférieures des cornues sont garnies d’un mastic spécial constitué par des quantités égales de silicate de soude et de fibre d'amianle fortement triturées. Ce mastic durcit au feu et forme joint.
  - « La partie inférieure A des cornues est garnie, sur une bailleur de 90i;m à lm, du charbon de bois, résidu de la distillation précédente.
  - « La partie supérieure B est remplie du bois à distiller.
  - « Les produits de la combustion dans le foyer F d’un combustible quelconque : bois, copeaux de bois, sciures, coke ou charbon, sortent du foyer par les orifices E. Ils s’élèvent dans les gaines G autour des cornues et s’échappent à la partie supérieure H vers le carneau, de famée J. Le tirage dans chaque gaine est réglé par le registre I. 11 résulte de ce mode de chauffage que les cornues prennent une température décroissante de bas en haut. Le charbon de bois qui remplit la partie inférieure est à la température du rouge cerise (900° environ). Un tube-regard B, fermé à son extrémité par une 'plaque de mica ou de verre, permet au chauffeur de surveiller la température de chaque cornue et d’en régler au besoin le chauffage au moyen du registre I.
  - « Les parois du foyer, des gaines et des carneaux, dans lesquels circulent les produits de la combustion, sont constituées par une épaisseur convenable de produits réfractaires. Les parois extérieures du four sont en briques ordinaires.
  - « L’ensemble, maintenu par des armatures enfer, est aéné-
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A. EXPLOSION
  - 27
  - râlement recouvert par une toiture en tôle ondulée. Un ou plusieurs barillets K réunissent le gaz produit par les diverses cornues, ce gaz se rendant de là au gazomètre.
  - b) Fonctionnement. — « Le bois que l’on vient de charger en B, se trouvant exposé au rayonnement des parois intérieures de la cornue, qui atteint au plus la température du rouge sombre, distille lentement et fournit de façon régulière des gaz et des vapeurs. Ces gaz et ces vapeurs n’ayant aucune issue vers le haut de la cornue, sont obligés de traverser l’épaisse couche de charbon incandescent qui occupe la zone A. Ils subissent là une transformation chimique, les produits condensables étant ramenés à l’état de gaz permanents et l’anhydride carbonique, en grande partie, à l’état d’oxyde de carbone.
  - « On recueille dans le barillet K, après passage au travers des trompettes L et des plongeurs M, des gaz épurés dont le composition est tout à fait constante. Le joint hydraulique du barillet K empêche tout retour du gaz en arrière quand on ouvre les cornues pour effectuer une nouvelle charge de combustible à distiller, ou les pieds de cornues pour retirer la charbon de bois en excès. _
  - c) Avantages. — « Le four à gaz à distillation renversée ne nécessite ni laveur, ni réfrigérant, ni scrubber. Un simple épurateur ou filtre renfermant de la mousse végétale suffit pour arrêter les traces de goudron ou de vapeur d’eau qui seraient entraînées. On facilite d’ailleurs la condensation de ces impuretés dans les barillets, en faisant traverser les cuves de ceux-ci par un courant d’eau (O1,5 à i1 par mètre cube de gaz).
  - « La durée des cornues est de cinq à huit mois.Chaque cornue est susceptible de fournir par heure, suivant la nature du bois distillé, suivant l’expérience de l’ouvrier cl le régime de marche continue du four, de 7 à8m:i de gaz. »
  - d) Consommation de combustible. — Un moteur à gaz, en marche industrielle, consomme de 900 à 1.0001 de gaz Riché, suivant la puissance, par cheval-heure indiqué.
  - D’autre part, lk* de bois distillé par la combustion de 100* de bouille ou de 1.600* de bois, sciure ou déchet,s, fournit 700 à 8Ü01 de gaz à 3.000 calories, et laisse comme résidu 200K
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- - 28 MliCANIQUÈ
  - de bon charbon de bois. Les débris de démolitions et les vieilles traverses de chemins de fer se comportent particulièrement bien à la distillation.
  - La tourbe peut également être distillée. Sur une tonne, on emploie 350ks à la combustion, 650^ à la distillation; il y a production de 360,r,:i de gaz à 3.250 calories et 143kg de coke de tourbe à 6.250 calories.
  - Les grignons d’olives sont également employés.
  - EXERCICES A RÉSOUDRE
  - I. — Un gazogène donne S"'0 de gaz à 1.200 calories par kilogramme de charbon à 8.000 calories ; quel est son rendement thermique?
  - II. — Le prix du mètre cube de gaz à S.100 calories est de 0 fr. 17 et le charbon à 8.270 calories coûte 28 francs la tonne. Sachant que le rendement thermique d'un gazogène est 80 0/0 et que la gazéification coûte 10 0/0 du prix du combustible, on demande s’il y a avantage à acheter un gazogène ou à employer le gaz d’éclairage.
  - 111. — Un gazogène autoréducteur à double combustion Riche a consommé : 908k»’ de copeaux de bois et 3T'° de coke contenant :
  - Carbone fixe..........
  - Matières volatiles....
  - Cendres... .r.........
  - Humidité..............
  - Puissances calorifiques
  - Copeaux de bois Coke
  - 18,29 0/0 71,3 0/0
  - 09,85 ' 2,7
  - 0,36 13,7
  - 11,50 ~> 12,3
  - 3.910 calories 5.850 calories
  - Le gaz a donné à l’analyse la composition en volumes suivante :
  - CO II Cil1 Cil2 CO2 O Az Puissance calorifique
  - 17,95 0/0 11,81 2,81 0,1 13,15 0,05 54,13 1.097 calories au m2
  - Calculer : 1° le poids de C contenu dans le CO et le CO2 par mètre cube de gaz ; 2° le volume de gaz total produit; 3° le rendement du gazogène.
  - IV. — Un gazogène Pierson est alimenté avec du charbon à 7.520 calories dont la composition en poids est la suivante :
  - Humidité 1,93 0/0 Matières volatiles 6,10
  - Cendres 11,47 Carbone fixe 80,50
  - Le gaz produit a une composition en volumes de :
  - Oxyde de carbone CO. 17,70 0/0 Gaz carbonique CO2 8,70
  - Hydrogène II 21,30 Oxygène O , 0,50
  - Méthane CIL1 2,40 Azote Az 49,40
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 29
  - it un pouvoir calorifique de 1.470 calories. Déterminer : 1° le poids de G pur contenu dans le GO et le CO2 par mètre cube de gaz ; 2° le volume de *az produit par 1 kilogramme de charbon à 80,50 0/0 de G; 3“ le rendement thermique du gazogène.
  - V. — Un gazogène Siemens est alimenté avec une houille maigre d'An-rin qui renferme, en poids : 3,6 0/0 d’humidité 1120, 3,2 0/0 de formène ou méthane CH4, 4,1 0/0 de cendres et 89,1 0/0 de carbone fixe G. Le gaz obtenu contient de l'oxyde de carbone GO et de l’anhydride carbonique GO2, dont les volumes sont dans le rapport de 8 à 1. Il contient en outre le carbure non décomposé CIO, l’hydrogène II provenant de la dissociation de l’eau liygroscopique, et l'azote Az de l'air comburant que l’on suppose pur et sec. On demande : 1° la composition, le pouvoir calorifique et le volume total des gaz obtenus avec une tonne de bouille ; 2"la température moyenne dans le gazogène en admettant une perte de 8 0/0 par les parois et une chaleur spécifique de la masse totale de 0cn 1,2ü par kilogramme-degré ; 3" le rendement thermique du gazogène. (On prendra le pouvoir calorifique de Cil4 égal à 12.000 calories, celui de l’hydrogène 34.400 et celui du carbone 8.080.)
  - VL —Un gazogène Otto,alimenté avec la même houille estsouftlé, à l’aide d’un mélange à poids égaux d’air et de vapeur d’eau. Les 70 0/0 de cette vapeur sont dissociés ; le gaz produit renferme 4 volumes de CO pour 1 volume de GO2. Calculer : 1" la composition, le pouvoir calorifique et le volume total des gaz obtenus avec une tonne de houille; 2° la température moyenne du gazogène en admettant une perte de 5 0/0 par les parois el une chaleur spécifique de la masse totale de 0cal,2o par kilogramme-degré; 3° le rendement thermique du gazogène.
  - VIL — Avec une houille sèche à longue flamme, type fiénu de Maries dont la composition en poids est la suivante :
  - Humidité I120. Méthane CH4 .. Carbone fixe G Gendres......
  - 2 0/0 \
  - 15 (
  - ^ / 8.000 calories
  - 5 J
  - on a obtenu dans un gazogène Deschamps un gaz à 1.260 calories qui ren ferme en volumes :
  - Oxyde de carbone GO.....
  - Hydrogène H.............
  - Méthane GII4............
  - Gaz carbonique GO2......
  - Oxygène O...............
  - Azote Àz................
  - 14,7 0/0 \
  - 15 > combustibles
  - 3,7 . )
  - 5,5 )
  - 1,9 ' matières inertes
  - 59.2 \
  - On demande de calculer, d’après la teneur totale en carbone : 1° le vc lurne de gaz produit par lkK de houille; 2° le rendement du gazogène.
  - Vil J. — I ^es aciéries d’Outreau, près de lîoulogne-sur-Mer, produisent pe haut fourneau 100 tonnes de fonte hématite par vingt-quatre heures. Cetl fonte renfermant 4 0/0 de carbone est obtenue en chargeant, outre 1
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- - 30 MÉCANIQUE
  - de coke à 12 0/0 de cendres et 4 0/0 d’humidité. Sachant que le gaz contient 11 0/0 de CO2 et 28 0/0 de CO, calculer, d’après la teneur totale en carbone, le volume de gaz produit journellement.
  - IX. — Sachant que 40 0/0 de ce gaz alimentent un moteur Kœrting à deux temps et double effet, qui consomme 3m3 de gaz par cheval-heure, on demande quelle est la puissance totale produite par 3 fourneaux.
  - IV. - Combustibles liquides s
  - 18. Pétroles. — a) Définition. — On appelle pétroles des combustibles naturels, liquides à la température ordinaire et constitués par un mélange de carbures d’hydrogènes divers, plus ou moins volatils. Ils peuvent conteniren outre des traces d’autres composés organiques.
  - Les pétroles se trouvent dans le sol et sont exploités aux États-Unis, dans la région du Caucase et en Roumanie.
  - b) Composition. — Lorsqu’on le soumet à la distillation, le pétrole émet des corps que l’on classe en trois catégories :
  - 1° L'essence de pétrole ou gazoline, dont la densité est 0,70 à 0,73 et qui distille entre 70 et 120° ;
  - 2° XJhuile lampante, dont la densité est 0,75 à 0,85 et qui distille entre 120 et 250° ;
  - 3° Les huiles lourdes, dont la densité est 0,85 à 0,90 et qui distillent au delà de 250°.
  - Le pétrole brut renferme environ 87 0/0 de son poids de carbone et 13 0/0 d’hydrogène.
  - c) Propriétés, emploi. — L’essence est claire ; elle se gazéifie et s’enflamme très facilement ; elle brûle sans donner de résidus, si l’air est en quantité suffisante. Un kilogramme d’essence renferme :
  - 840° de carbone exigeant :
  - 32
  - 840 X = 2.240k d’oxygene ; 160K d’hydrogène exigeant :
  - 160 X 8 = 1.280k d’oxygène.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 31
  - La combustion complète de l1<fer d’essence a donc lieu dans 3.520" d’oxygène, soit :
  - 3.520 X ~r — 15.305b- d’air,
  - 9 < 7
  - OU
  - 15.305 : 1,3 — 1.200' environ d’air.
  - Le pouvoir calorifique s’élève à 7.900 calories par litre et 11.200 calories par kilogramme. Le prix du litre est de 10 centimes.
  - A cause de ce prix élevé, l’essence est un combustible de luxe, peu économique et peu employé dans la production de la force motrice industrielle. Nous étudierons ultérieurement le moteur à essence ainsi que son application à Vautomobile, à l’aéronautique et à Y aviation.
  - Le pétrole lampant est presque aussi riche en pouvoir calorifique : 10.500 calories par kilogramme, et coûte beaucoup moins cher : 25 centimes le litre environ et même 15 à 20 centimes acheté en gros.
  - Lien que ce combustible exige des carburateurs spéciaux avec dispositif de chauffage, il est très avantageux. Avec le carburateur Claudel, que nous décrivons ci-après, la consommation, lors des essais, a été de 0',09 par kilowatt-heure aux bornes.
  - D'autre pa'rt, avec les moteurs Diesel, la consommation est de 200 à 250«' par cheval-heure.
  - 19. Alcools. — a) Définition. — L’alcool ethylique G'2Ii60 ou esprit-de-vin est le résultat de la distillation des boissons fermentées. C’est un liquide incolore très avide d’eau. L'alcool methylique CIL10 ou esprit-de-bois provient de la fermentation de la cellulose.
  - b) Propriétés. — L’alcool bout à 70°, sa densité est 0,8 ; c’est un dissolvant très énergique qui n’encrasse pas les cylindres ; il brûle complètement dans un excès d’oxygène :
  - C2Hr,0 + 60 = 2G02 -f 3U20.
  - Son pouvoir calorifique est de 7.000 calories.
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- - 32
  - MÉCANIQUE
  - L’alcool attaque un grand nombre de métaux, de sorte que les carburateurs doivent être uniquement en bronze de cuivre et de nickel.
  - D’ailleurs, si la température n’est pas assez élevée et s’il y a insuffisance d’oxygène, la réaction peut donner lieu à des corps corrosifs :
  - C2H(iO + 0 = IDO -p C211 H) (aldéhyde);
  - G2I1 !0 + O ™ G211502 (acide acétique).
  - c) Alcool dénaturé et carburé. — L’alcool absolu n’est jamais employé; il renferme toujours 5 à 10 0/0 d’eau.
  - Comme les droits que supporte l’alcool industriel sont beaucoup moins élevés, on le dénature en y ajoutant une proportion variable de produits nocifs.
  - Pour la force motrice, on emploie des alcools carburés : -
  - 1° A 50 0/0 d’alcool dénaturé à 90° et 50 0/0 de benzine de houille ;
  - 2° A 75 0/0 d’alcool dénaturé à 90° et 25 0/0 de benzine de houille.
  - La benzine employée provient de la distillation des gou-' drons de houille.
  - L’emploi de l’alcool dans les moteurs serait excessivement intéressant au point de vue industriel et. agricole, parce que c’est un produit de notre sol.
  - d) Consommation. — Elle s’élève à environ 01,800 par cheval-heure. D’autre part, le prix de l’alcool dénaturé est voisin de 0 fr. 40 le litre.
  - 20. Carburateurs. — a) Définition. — Ce sont des appareils dans lesquels le combustible liquide est vaporisé ou pulvérisé de laqon à entrer en contact intime avec l’air, auquel il se mélange d’une façon homogène. Le gaz ainsi obtenu est appelé air carburé. Si les proportions de combustible et de comburant sont convenables, l’air carburé peut servir à la production de la force motrice dans les moteurs à explosion.
  - b) Réchauffage des carburateurs. — 11 est absolument indis-
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- - moteurs Industriels a explosion 33
  - pensable pour l’emploi du pétrole lampant et de l’alcool. On l’obtient par trois procédés :
  - 1° On utilise la chaleur perdue des gaz de l’échappement ; 2° On utilise la chaleur perdue de la lampe d’allumage ;
  - 3° On utilise de l’air chaud.
  - 21. Carburateur H. Claudel (fig. H). — a) Descrip-
  - —t-
  - tion. — « L’appareil se compose d’un cylindre en fonte 1 formant double enveloppe, par suite de la venue d’une seule
  - MÉCANIQUE. — T. III. 3
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- - 34
  - MÉCANIQUE
  - pièce à son intérieur, et suivant son axe, de la cornue 5 dont le tond est terme par un bouchon 9.
  - « L’enveloppe 1 porte une tubulure 2 par laquelle pénètre le gaz de l’échappement, qui circule ainsi dans la chambre annulaire 4 et s’échappe par la tubulure 3 formant support d’attache de l’appareil.
  - « L’enveloppe est munie à sa partie supérieure d’une boîte de mélange 1.0 formant la partie supérieure de la cornue 5. Cette boîte de mélange est constituée par une tubulure communiquant en 18 avec l’air extérieur, et en 13 avec la soupape d’aspiration du moteur. Elle porte en son centre un bossage percé d’un trou axial prolongeant la capacité de la cornue et par lequel un petit orifice IG permet la communication de cette capacité avec la tubulure d’aspiration 18.
  - « La tubulure est dilatée à l’endroit du bossage et est munie de tubes mélangeurs 19, qui débordent dansla partie supérieure de la cornue.
  - «' Le support du llotteur 14 surmonte la boîte de mélange et porte en son centre un gicleur d’arrivée de pétrole 15 alimenté sous niveau constant par le llotteur 20 réglant par le levier 21 et le pointeau 22 l'arrivée du pétrole fait en 24. »
  - b) Mise en route. — Ôn chauffe la cornue 5 à l’aide d’une lampe à pétrole lourd introduite par le bouchon amovible 32 ; on ouvre le robinet à vis 25 ; le pétrole traverse le gicleur 15 lorsque l’on provoque trois ou quatre aspirations du moteur, et celui-ci atteint son régime de marche normale.
  - Si l’on possède de l’essence, la mise en route peut s’opérer à l’aide du carburateur auxiliaire 20-27-28-29-30, dont l’essence aspirée par le moteur gicle en 17.
  - c) Fonctionnement.— « La dépression produite par l’aspiration du moteur permet le passage de l’air de combustion dans la chambre du mélange suivant les flèches 18-13.
  - « Celte dépression se fait sentir dans la cornue et, par suite, sur l’ajutage, grâce aux tubes de communication 19.
  - « Le pétrole s’écoule donc par l’ajutage et gagne la cornue où il se vaporise dans le tube central 8; la vapeur formée de
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- - MOTEURS INDUSTRIELS X EXPLOSION 35
  - surchauffage entre les tubes 7 et 8 et la dissociation s’effectue sur les parois de la cornue 5.
  - « La dépression à l’intérieur delà cornue permet l’introduction, par le petit orifice 16, d’une quantité d’air proportionnelle à la quantité de liquide introduite!, par suite, à la quantité de coke à transformer.
  - « On voit sur la ligure 11 que l’orifice du gicleur 15 est séparé de la chambre de mélange (dans laquelle la dépression aspirative est très grande) par les tubes 19, 6, 7 et 8, qui produisent un étranglement ayant pour but de rendre la dépression sur le gicleur 15 moindre que dans la colonne d’aspiration ou chambre de mélange.
  - « La perte de charge due à ces étranglements augmente avec la vitesse d’écoulement, c’est-à-dire avec la dépression aspirative sensiblement proportionnelle à la vitesse du moteur.
  - « Il suffit, pour avoir la carburation constante à tous les régimes, de régler cette perte de charge ou étranglements, de telle façon qu’à grande vitesse aussi bien qu’à vitesse lente, la quantité de pétrole introduite soit toujours proportionnelle à la quantité d’air aspiré par le moteur, dans la proportion de lke de pétrole pour 16^,500 d’air.
  - « Cette condition de carburation constante est capitale pour toutes les applications dans lesquelles on demande au moteur de l’élasticité, comme dans l’automobilisme, la marine, la traction, ou des écarts de travail considérables, groupes électriques, industrie.
  - « 11 arrive, en effet, qu’avec les carburateurs ordinaires à essence, on doit, pour les écarts de vitesse donnés, changer en môme temps bicarburation, c’est-à-dire, dès que la vitesse du moteur augmente, on doit augmenter l’air et vice versa, ceci dû à ce que les écoulements de liquide et d’air ne sont pas proportionnels.
  - « Grâce à ce dispositif, on peut faire tourner un moteur de 200 à 2.000 tours sans que la carburation varie et sans qu’il soit nécessaire d’effectuer aucun réglage. » (Ii. Claudel, Bulletin de la Société des Ingénieurs civils.)
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- - 36 MECANIQUE
  - 22. Carburateur « Aster » au pétrole lampant
  - {fig. 11 bis). — Il comprend une boîte de réchauffage K traversée par une partie des gaz d’échappement venant du moteur. Ces gaz chauds lèchent la paroi F sur laquelle se brise le jet de pétrole provenant du gicleur C et entraîné par l’appel d’air pénétrant par la buse d’air D. L’air additionnel entre par l’orifice G contenant une soupape automatique II qui règle l'arrivée d’air proportionnellement à l’aspiration du moteur. Un flotteur B analogue au Longuemarre {fig. 33) assure au pétrole un niveau constant. Le mélange pulvérisé, puis gazéifié sur la paroi brûlante F, est aspiré par le moteur, et son admission est réglée par le papillon I obéissant aux injonctions du régulateur.
  - Arrivée __Q
  - du pétroÏT' \*Ç.F______
  - 3U3_J
  - Fig. 11 bis.
  - La mise en marche peut s’effectuer soi tau moyen d’un combustible auxiliaire (essence ou benzol), soit directement au pétrole lourd {d = 0,825).
  - Dans le premier cas, on utilise un petit réservoir auxiliaire et un robinet à trois voies A. Le liquide est amené au carbura-
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 37
  - eur en ouvrant le robinet clans la direction Essence-carbura-eur. On dirige tous les gaz d’échappement du moteur dans le* ’échauffeur.
  - Après quelques minutes de marche, le carburateur est assez diaud pour gazéifier le pétrole ; on ouvre l’arrivée de pétrole an fermant l’arrivée d’essence.
  - Pour partir au pétrole, on allume une lampe spéciale dont on introduit le bec en N pour que la flamme suive le trajet de chauffage du carburateur. Sitôt que la température de ce dernier est suffisamment élevée, revisser le bouchon N, admettre le pétrole dans le carburateur et le gaz d’échappement dans le réchauffeur. Pendant le départ, tenir fermée à la main la soupape d’air additionnel, pendant quelques tours, pour enricher momentanément le mélange gazeux.
  - Ce carburateur fonctionne également avec Vhuile de schiste, Yalcool carburé ou Yalcool dénaturé à 90°. Il suffit de changer le diamètre du gicleur.
  - L’utilisation du pétrole lourd et de l'huile de schiste permet de réaliser une économie de 40 à 50 0/0 sur l’essence et écarte les risques d’incendie et d’explosion. Aussi les moteurs industriels au pétrole lourd se répandent de plus en plus ; on les emploie pour actionner directement des pompes multicellulaires, des alternateurs, des compresseurs d’air.
  - V. — Classification des moteurs à combustion interne
  - 23. Cycle du fonctionnement. — Le cycle du fonctionnement d’un moteur est caractérisé par le nombre de courses simples (aller ou retour) qui sont effectuées pendant chaque phase motrice sur une même face du piston.
  - Chaque course constitue un temps. On dit qu’un moteur fonctionne suivant un cycle à deux, quatre ou six temps, selon qu’il se produit une phase motrice toutes les deux, les quatre ou les six courses du piston, c’est-à-dire tous les tours, les deux tours ou les trois tours de la manivelle et de l’arbre moteur.
  - I.es moteurs sans compression sont à deux temps : pendant
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- - 38 MÉCANIQUE
  - le premier, le mélange détonant est admis, puis enflammé ; l’explosion qui en résulte chasse le piston en Al. Au retour, dans la course /1\, les gaz brûlés sont expulsés. Ces moteurs ne sont plus employés.
  - Dans les moteurs avec compression préalable, l’air carburé est soumis, avant son inflammation, à une forte pression qui favorise l’explosion et améliore le rendement (n° 27).
  - Moteurs à combustion. — Ils fonctionnent suivant le cycle à quatre temps, mais l'air pur seul est aspiré pendant la première course du piston et comprimé pendant la seconde, tandis que, dans les moteurs à explosion, c’est le mélange carburé d’air et de pétrole (ou d’autre combustible) qui subit ccs deux phases du fonctionnement.
  - Ce n’est qu’au début de la troisième course, alors que l’air a atteint une pression et une température considérables, que l’on injecte graduellement le combustible qui est le pétrole. Celui-ci s’enflamme et brûle en maintenant la pression sensiblement constante.
  - Comme l’explosion est au contraire caractérisée par une augmentation énorme et brusque de la pression, on a caractérisé ces nouveaux moteurs en disant qu’ils sont à combustion.
  - 24. Dispositions diverses du cylindre. — Selon que. l’action des gaz s’exerce sur une seule face du piston ou sur les deux, les moteurs sont à simple effet ou à double effet.
  - Ils sont monocylindriques ou polycylindriques, suivant qu’il existe un seul cylindre" ou plusieurs accouplés.
  - Ils sont horizontaux ou verticaux suivant la direction de Taxe des cylindres.
  - Deux cylindres sont disposés en tandem s’ils actionnent la meme tige et la même manivelle; deux ou plusieurs cylindres sont jumelés s’ils sont disposés parallèlement pour actionner le même arbre par l’intermédiaire de coudes disposés à 90° pour deux cylindres, 120° pour trois.
  - Pendant longtemps le moteur horizontal monocylindrique à quatre temps et à simple effet a été le seul réalisable et réalisé. C’est encore le plus répandu ; mais on rencontre chaque jour
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 39
  - davantage les autres types, qui permettent d’atteindre une plus grande régularité et une plus grande puissance.
  - C’est surtout l’emploi des huiles minérales, la précision dans la construction mécanique cl. la fabrication des métaux à haute résistance qui ont donné un essor considérable aux moteurs à explosion en permettant de faire du double effet et d’aborder les très grandes puissances. En 1889, on ne voyait aucun moteur de 100chx ; actuellement ceux de 1.500cl,x ne sont pas rares.
  - VI. — Moteurs à quatre temps
  - 25. Fonctionnement du cycle î» quatre temps.
  - — Pour fixer les idées, nous considérerons un moteur vertical à soupapes symétriques AE, commandées par les cames G et D dont les arbres font respectivement un tour pour deux tours de l'arbre-manivelle O. La succession des quatre périodes suivantes se reproduit pendant loute la durée de la marche du moteur :
  - 1° Période d’aspiration [fig. 12). — Pendant la marche, grâce à la vitesse acquise par le volant, à sa puissance vive (I/2 mw2), la manivelle franchit le point Met parcourt la demi-circonférence MM(M2; le [liston, arrivé h son point mort haut ou.-R, PMU, change de sens, entraîné par la manivelle. La soupape d’échappement E reste appliquée sur son siège ; la came C soulève la soupape d’admission A, qui livre passage au mélange carburé. Ce mélange se trouve aspiré dans le cylindre, dont le volume augmente par suite de la descente du piston qui accomplit sa première course N directe ou descendante.
  - 2° Période de compression {fig. 13). — La soupape d’admission A, rappelée par un ressort R, retombe sur son siège; elle y reste appliquée ainsi que la soupape E, cependant que la manivelle, toujours sous l’impulsion du volant, franchit le point M2, décrit la demi-circonférence M2M3M, et oblige le piston arrivé à son point mort bas ou .V, PMB, à accomplir
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- - 40 MÉCANIQUE
  - sa première course jR, ascendante ou rétrograde. Ce piston refoule dans la chambre de compression le gaz contenu dans le cylindre.
  - —-A
  - Fig. 12.
  - Fig. 13.
  - 3° Période d’allumage, explosion et détente {fig. 14). — Les deux soupapes restent appliquées sur leur siège; une étincelle électrique ou la flamme d’un brûleur I enflamme le mélange détonant d’air et de gaz préalablement comprimé. L’énorme température et la pression considérable qui résultent de l’explosion ont pour effet de pousser avec force le piston, qui accomplit sa deuxième course Al, directe ou descendante. Pendant cette course, qui est réellement motrice, c’est le piston qui actionne la manivelle parcourant de nouveau l’arc MM2. Une partie de cette force motrice T est emmagasinée par le volant, dont la vitesse augmente : v' > v :
  - T = l m{v'2 — v2).
  - Cet accroissement de puissance vive est suffisant pour assurer les trois autres courses; comme v' doit être peu diflé-
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 41
  - •ont de v pour la régularité de marche, il est donc nécessaire
  - P
  - nie la masse du volant ni = — soit considérable.
  - 0
  - .PMlti,
  - Fig. 14.
  - Fig. 15.
  - 4° Période d’échappement (ftg. 15). — La soupape A reste appliquée sur son siège ; la came D soulève lasoupape d’échappement E, qui livre passage aux gaz brûlés. Ces gaz sont chassés par le piston, qui accomplit sa deuxième course ."R, ascendante ou rétrograde, sous l’action de la manivelle décrivant la demi-circonférence M.2M. A la fin de cette course, la soupape E est rappelée sur son siège par le ressort R'.
  - Puis, un nouveau cycle recommence, et ainsi de suite.
  - 26. Régulation de la distribution. — Les quatre périodes que nous avons décrites ne se produisent pas mathématiquement pendant une course de piston, pendant que la manivelle parcourt 180°. 11 existe pour chacune d’elles une avance ou un retard dont nous expliquerons l’utilité :
  - 1° Retard à l’admission. — La came G est disposée de telle sorte qu’elle amène lesonlèvementde la soupape d'admission A seulement quand le piston a parcouiul/10 do sa première
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- - 42 MÉCANIQUE
  - course Al ; la manivelle est alors en M,. Il existe à ce moment une dépression plus sensible (vide partiel), qui assure une rentrée très nette du mélange carburé.
  - 2° Retard à la compression ou à la fermeture d’admission. — La soupape d’admission ne se referme qu’un peu après que le piston a franchi son point mort bas ou A/,PMB, pour permettre une rentrée abondante de gaz ; la manivelle est alors en M3.
  - 3° Avance à l’allumage. — C’est un dispositif qui permet l'inflammation du gaz comprimé avant l'arrivée du piston à son point mort haut ou 14, PMH. On opère ainsi afin de permettre à toute la niasse combustible, dont l’inflammation n’a lieu que de proche en proche, de brûler et d’agir sur le piston avant qu’il n’ait accompli sa course motrice, qui est très rapide (1/10 de seconde pour un moteur tournant;! 300 tours); la manivelle est en INI s.
  - 4° Avance à l’ouverture d’échappement. — La soupape Lest soulevée parla came 1) avant que le piston ait commencé sa deuxième course Æ, afin d'éviter toute contre-pression ; la manivelle est en Mg.
  - 5° Retard à la fermeture d’échappement. — La meme soupape E reste ouverte jusqu’à ce que la manivelle soit en M0 pour éviter que des traces de gaz brûlés se mélangent au gaz admis.
  - ')
  - 27. Utilité d’une période de compression!1). — Calculons le travail maximum de détente que peut produire un certain volume de mélange gazeux V = 801 lorsque cette période n’existe pas ou existe.
  - Nous rappelons que le travail de détente est égal au produit du volume exprimé en décilitres (S<'-1"2 x lm) par la pression et le logarithme népérien du degré de détente. En admettant que l’explosion élève la température de manière à rendre la pression initiale 5 fois plus grande, on aura comme pression après l’explosion p — 5"tm et, la détente la plus avantageuse étant m = p = 5 :
  - l'i — Vp lognépp = 800 X S X log nép 5 = 4.000 X 1,0094 = 6,737ksm,6.
  - Si l’on comprime à k = 4*tm ce mélange avant l’explosion, le volume sera devenu 800 : 4 = 200 et le travail correspondant absorbé :
  - V
  - T.j = — x le log nép/c = 200 X 4 log nép 4 — 800 x 1,3803 = 1.106ksm,04.
  - (') Revoir tome 11, n° 229 : Travail de détente.
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- - Fig. 16.
  - Chemins de fer de! 'Etat Bel ~c.
  - cL=4&0y l~JJO , n = I80t \ lm/m5=1Kg.
  - Fig. 17.
  - ARBRE
  - et
  - MANIVELLE
  - 1er tour
  - 2e tour
  - COURSE
  - de
  - PISTON
  - 1” course Al
  - lr0 course Æ
  - 2° course Al 2° course Æ
  - NOM DE LA PÉRIODE
  - Retard à la fermeture d’échappement
  - Retard à l’admission...............
  - Admission ah (diagramme)..........
  - Retard à la fermeture d’admission....
  - Compression bxe....................
  - Avance à l'allumage................
  - Explosion ec ; détente ci/d........
  - Avance à l’échappement.............
  - Echappement da.....................
  - BOUTON de -MANIVELLE SOUPAPES
  - D ADMISSION d'échappement
  - mm6 A fermée E ouverte
  - MM, A — E fermée
  - Ml Mo A ouverte E —
  - M,M, A — E —
  - M„MoM,M A fermée E —
  - M,M A — E —
  - MM, A — E —
  - m-,m9 A — E ouverte
  - M,M A — E —
  - co
  - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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- - 44 MÉCANIQUE
  - L’allumage ayant lieu aussitôt api'ès la compression quintuplera la pression k, qui deviendra kp; la détente sera elle-même kp et le travail :
  - V
  - T3 — J X Æ^lognép kp = 200 X20 lognép 20 = 4.000x2,99o7 = 11.982ksm,8.
  - Reste à prouver que :
  - Tâ - T, > T,.
  - Dans notre cas, on a déjà :
  - Ta — T, = 11.982ksm,S — 1.10Gl'sm,04 = 10.S76kc"',9(> > 6.737k«"\(>. =T,.
  - D’une manière plus générale, on doit avoir :
  - V . p . log nép kp — V . log nép k > V . p . log nép j» ? p . log nép kp — log nép k > p . log nép k ? p . (log nép k -f- log nép p) — log nép k > p . log nép p ? p . (log nép k -f- log népp — log népp) — log nép k > 0 ? p . log nép k — log nép A> 0?
  - (p — 1) log nép k > 0,
  - ce qui existe nécessairement, car on a toujours : p > 1 ou p — 1 > 0 et k > i, dont log nép k > 0.
  - La compression est donc économique ; elle offre un autre avantage : elle porte à une température assez élevée le mélange d’air et de gaz pauvres difficilement inflammables à la température ordinaire. C’est grâce à elle que l’on a pu utiliser les gaz très pauvres des hauts fourneaux que l’on soumet avant l'inflammation à une compression préalable de 10,12 et même 13k«.
  - 28. Uloteurhorizonlal,monocylindrique à quatre temps et à simple effet Munzel-Pia.-uet [fig. 18 etl!l).
  - — Le bâti 1 en forme de fourche est très robuste. 11 est venu de fonte avec le cylindre enveloppe 2. Sa large assise, qui s’étend sur toute la longueur, assure au moteur une stabilité très grande. Au-dessous delà manivelle,il forme cuvette pour recueillir l’huile de graissage.
  - Le cylindre travailleur 3 est un simple tube en fonte spéciale extra-dure à grain très fin et très serré, emmanché avec l’enveloppe 2, de façon à pouvoir se dilater librement dans le sens longitudinal. L’intervalle compris entre le cylindre et l’enveloppe constitue une chambre de circulation d’eau réfrigérante. Cette eau a pour but d’assurer la conservation des organes
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- - COUPE LONGITUDINALE PAR L'AXE DU CYLINDRE .
  - Fig. 18.
  - Àdnusiio.'i
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- - 46 ' MÉCANIQUE
  - soumis à des températures énormes ; nous avons vu (n° 3) que celles-ci peuvent atteindre 3.000°.
  - Le piston 4, également en fonte spéciale, est très long. Il est muni de segments en fonte et sa grande longueur assure l’étanchéité du cylindre, le guidage du mouvement rectiligne et une usure très faible.
  - Arrivée d'air comprirji é _y y
  - Fig. 19.
  - L’arbre moteur à vilebrequin 5 est en acier forgé ; il repose sur trois paliers. Le coude est formé d’un tourillon reliant deuxmanivelles. Celles-ci sont équilibrées par des contrepoids rapportés. Les paliers à longue portée sont à réservoir d’huile et à rattrapage de jeu. Leur disposition de part et d’autre de la manivelle et à l’extérieur du volant (troisième palier) assure une meilleure répartition des efforts sur l’arbre et une grande sécurité de marche des pièces calées sur le prolongement de l’arbre: volant, poulie, engrenage, dynamo...
  - La bielle 6 est en acier forgé. Le pied est garni de coussinets
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- - • MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 47
  - «
  - en bronze phosphoreux embrassant un tourillon transversal à l’intérieur du piston.
  - La tête articulée avec le maneton de la manivelle possède un palier à coussinets en métal blanc.
  - La culasse 7 est une chambre en fonLe à parois très résistantes qui termine à l’R le cylindre travailleur, l’enveloppe et la chambre de circulation d’eau.
  - La chambre de compression 8 occupe la partie médiane de la culasse. C’est là que se font l'admission du mélange carburé, la compression de ce mélange, l’allumage et l’explosion.
  - Les soupapes d’admission 9 et d’échappement 10, disposées l’une au-dessus de l’autre, sont commandées par des leviers et des cames. Elles sont rappelées et maintenues sur leurs sièges par des ressorts antagonistes.
  - L’arbre de distribution ou arbre à cames 11 est parallèle à l’axe du cylindre. 11 porte les cames et reçoit son mouvement de l’arbre moteur par un engrenage hélicoïdal, qui réduit de moitié la vitesse angulaire de celui-ci.
  - Le dispositif d’allumage se compose d’une magnéto à induit oscillant 12 et d’un inflammateur électrique 13 pénétrant dans la chambre de combustion. Tous deux sont commandés par l’arbre à cames.
  - Dans les moteurs à gaz d’éclairage, l’allumage a généralement lieu à l’aide d’un brûleur mis en communication avec la chambre de compression par le soulèvement d’une soupape au moment favorable.
  - Le mélange du gaz et de l’air a lieu avant la soupape d’admission 9 par l’arrivée de l’air dans le courant gazeux en minces filets animés d'une grande vitesse. La composition du mélange se règle par un robinet gradué.
  - Un régulateur à force centrifuge assure une introduction proportionnelle à la force absorbée en maintenant plus ou moins ouvert le papillon placé entre le dispositif de mélange et la soupape d’admission.
  - Le volant, la pompe de circulation d’huile et la pompe de circulation d’eau réfrigérante complètent l'installation.
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- - 48 MÉCANIQUE
  - 29. Moteur vertical ai quatre temps et simple effet Westinghouse {fig. 20). — Ce moteur se construit
  - Fig. 20.
  - à déux cylindres de 25 à 100cl,x et à trois cylindres de 125 à 200chx. On y rencontre.les mêmes organes que dans le moteur précédent, mais leur disposition est un peu différente :
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 49
  - Les soupapes d’admission J et d’échappement E sont dissymétriques et commandées par des arbres différents. L’arrivée des gaz a lieu par la conduite N et l'inflammation par l’allumeur F ; les gaz brûlés sortent par le conduit O. L’eau réfrigérante est introduite par II ; elle est évacuée par K.
  - L’arbre est muni de deux volants dont l’un forme poulie, ce qui permet de restreindre les dimensions.
  - Les moteurs verticaux ont, à puissance égale, un encombrement moindre que les moteurs horizontaux. Grâce à la multiplicité des cylindres, leur régularité est plus grande, les poids des pistons s’équilibrent les uns les autres. Ces organes sont d’ailleurs beaucoup moins sujets à l’ovalisation dans cette position. Knfin le graissage des cylindres, des têtes et des pieds de bielle a lieu par barbotage.
  - A cause des avantages qu’elle présente, la disposition verticale est adoptée pour les moteurs à essence d’automobiles.
  - /
  - 30. Moteur à quatre temps et à double effet de la Gasmotoren Fabrik Deutz (fig. 21). — Le cylindre est fermé à l’.V comme à l’Æ et le mécanisme de distribution est double. Le piston est muni d'une tige T' et d’une contre-tige T qui traversent les fonds de cylindre dans les presse-étoupes P, P'. Des crosses G, G' se déplaçant sur des glissières G, G' assurent le mouvement rectiligne du piston et des tiges. Afin de permettre le refroidissement des organes soumis à des températures énormes, le piston, les presse-étoupes et les tiges sont creux ; une abondante circulation d’eau les traverse.
  - Ge moteur fonctionne d’après le cycle à quatre temps, mais il y a évidemment deux courses motrices, une sur chaque face du piston, pour deux tours de manivelle. 11 permet donc d’obtenir des puissances plus élevées (300 à 500cllx.)
  - MANIVELLE PISTON Æ CYLINDRE jV cylindre
  - l°r tour lro course N 1. Aspiration. 4. Echappement.
  - lpo course Æ. 2. Gompression. 1. Aspiration.
  - 2“ tour 2° course N 3. Explosion, détente, période motrice. 2. Gompression.
  - 1 2” course Æ 4. Echappement. 3. Explosion,détente, période motrice.
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- - 50
  - MÉCANIQUE
  - /7y777777777^777777777777777777/77777777777777777777T7777777~///
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 51
  - 31. Moteur à combustion Itodolphe Diesel. —
  - a) Principe.— Alors que dans les autres moteurs'à gaz, pétrole, essence ou alcool, on comprime le mélange carburé d’air et de combustible à des pressions faibles (4 à 6k8 pour le gaz d’éclairage) ou moyennes (12 à 15k8' pour le gaz de hauts fourneaux), dans le moteur Diesel, c’est l’air seul qui est fortement comprimé (35 à 40kfî). Il serait impossible d’atteindre cette pression énorme avec les autres moteurs, à cause des allumages intempestifs du mélange carburé, qui ne manqueraient pas de se produire. La température résultantde cette compression s’élève en effet à celle du rouge incandescent (700 à800° environ).
  - Par contre, si l’air seul est soumis à cette haute température, on peuty introduire, au moment voulu, le combustible liquide qui s’enflamme dès son arrivée sans dispositif d’allumage, et brûle graduellement, à pression sensiblement constante.
  - Les produits de la combustion se détendent ensuite à la manière ordinaire.
  - b) Cycle Diesel. — Il est à quatre temps qui se répartissent ainsi [fig. 24) :
  - 1° Aspiration de l’air pur (0-1 );
  - 2° Compression de l'air pur de 1 à 35ktf, et augmentation de température
  - (rouge incandes- 0 ------------------ t
  - cent) (1-2) ; Fig. 24.
  - 3° Introduction graduelle de pétrole et combustion portant la pression à 40k-' (2-2’), puis détente (2'-3);
  - 4° Echappement des gaz brûlés (3-4).
  - c) Description [fig. 25 et 26 P)]. — Le moteur est vertical, type pilon, à simple effet. Le piston P est ouvert à 1W, la
  - (') Ces figuressont extraites du Cours de machines marines, par MM. Jauch et Masméjean ; Alté, éditeur, Toulon.
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- - 52 MÉCANIQUE
  - bielle motrice directement articulée à un tourillon perpendiculaire à l'axe du cylindre.
  - Le fond de cylindre porte cinq soupapes commandées
  - par des leviers articulés en O et manœuvres par l’arbre à cames K :
  - G est la soupape d'adm ission d'air comprime pour la mise en marche ;
  - Il est la soupape d'aspiralio n d'air p ur;
  - I et J sont les soupapes d'évacuation des gaz brûlés ;
  - D est une soupape réglable par aiguille eL par laquelle s’effectue l'injection graduelle du pétrole arrivant en E.
  - L’air comprimé admis en F refoule le combustible liquide, en le pulvérisant, dans le cylindre moteur.
  - Le pétrole csl puisé dans un réservoir par laconduiteaetrefoulé par la conduite s jusqu’en E à l’aide d’une pompe à pétrole B. La levée du clapet d'aspiration m de cel te pompe est réglée par le levier ORT. Les clapels de refoulement sont représentés par n et c.
  - L'arbre à carne K est commandé par l’intermédiaire de deux arbres auxiliaires rectangulaires.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 53
  - La pompe à pétrole B est commandée par l’arbre cames. Le compresseur d'air A est commandé par la bielle motrice à l’aide de leviers articulés en M, N, V, Y. Z. 11 puise l’airdans l’atmosphère et le refoule à la pression de 7()kf? dans un réservoir spécial.
  - Le levier L permet de soulever la soupape II pour le stoppage; le levier de décompression X sert à maintenir ouvertes les soupapes d’admission lorsque l’on effectue la mise en route.
  - d) Avantages du moteur Diesel. Ce moteur, entré récemment dans l’industrie, y occupe une place de plus en.plus grande ainsi que dans la marine. Son fonctionnement régulier, les fortes puissances (i.500clix) qu’il permet d’atteindre, sa faible consommation de combustible (200 à 250° de pétrole lampant à 20 francs les 10ükR) par cheval-heure effectif, en font une des solutions les plus élégantes de la production économique et simple de la force motrice.
  - VIL — Moteurs à deux temps
  - 32. Cycle à. deux temps. — 11 est basé sur l’échappement des gaz brûlés à la fin de la période de détente. A cet effet, les orifices d’évacuation sont disposés de manière à être découverts au moment convenable par le piston, qui forme lui-même obturateur. En meme temps que l’évacuation, a lieu l’acj^nission d’air pur d’abord, d’air carburé ensuite, de manière ;i empêcher toute dilution de gaz frais avec les résidus de la combustion. La ligure 27 représente schématiquement cette disposition.
  - L'admission d’air pur, puis d’air carburé commence à la fin de la période d’échappement, puis se continue de a à b ; puis la compression a lieu jusqu’en c ; c’est le premier temps.
  - Pendant le second temps, l’explosion élève la pression de c à d et dure jusqu’à e. Les gaz brûlés se détendent suivant e, / jusqu’au moment où, le piston démasquant les orifices d’évacuation, l'échappement peut se produire, a. En résumé :
  - Premier temps : admission ab, compression bc /
  - Second temps : explosion ede, détente ef, échappement fa.
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- - 54 MÉCANIQUE
  - Il y a une course motrice par tour de manivelle, la régularité est plus grande, mais l’admission ne pouvant plus se pro-
  - Axe des espaces
  - duire par l’aspiration du moteur nécessite une ou deux pompes spéciales.
  - 33. Moteur Kicrling à deux temps et double effet de la Société Leflaive et Ci0 {fig. 28). — « Les choses se passent exactement de la même manière des deux côtés du piston :
  - « 1° Allumage du mélange (air et gaz) comprimé et explosion de la charge tout près du point mort.î\ du piston ;
  - « 2° Détente du mélange enflammé développant le travail transmis à la manivelle motrice ;
  - « 3° Expulsion des produits de la combustion et admission d’une nouvelle quantité de mélange quand le piston arrive au point mort Al;
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A. EXPLOSION
  - « 4° Compression de celte nouvelle charge pendant la course /R.
  - « On obtient donc à chaque*tour de manivelle une impulsion motrice sur chacune des faces du piston, soit pour le moteur une impulsion utile par course, comme cela a lieu dans les machines à vapeur, ce qui assure une grande régularité de marche.
  - « L’expulsion des gaz brûlés et l’admission de la nouvelle charge se faisant très rapidement, on a imaginé d’introduire la charge au moyen d’un organe spécial, celle-ci poussant la précédente vers les orifices d’échappement.
  - « L’introduction du nouveau mélange doit donc se faire de la façon suivante :
  - « 1° Il doit se répandre tout de suite sur toute la section du cylindre et repousser ainsi uniformément l’ancien mélange;
  - « 2° Une couche de gaz inerte doit se trouver entre le nouveau mélange et les résidus chauds de l’explosion précédente,
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  - MÉCANIQUE
  - empêchant le contact des deux mélanges et l’allumage prématuré de la nouvelle charge.
  - « Le nouveau moteur répond à ces exigences du cycle Kœrling de la manière suivante :
  - « L’évacuation des produits de la combustion se fait par des orifices placés au milieu du corps de cylindre et répartis sur loute la circonférence; le piston, d’une longueur égale à sa course, moins la largeur des orilic.es d’évacuation (J/K) delà course), sert lui-même d’organe de fermeture à ces ouvertures, allernativement pour le enté droit et pour le côté gauche du cylindre'. On supprime ainsi les soupapes d'échappement.
  - « L’évacuation des produits de1 la combustion et l’introduction de la nouvelle charge, expulsant les derniers restes des gaz de l’explosion précédente, se; font pendant le temps que met le piston pour découvrir et obturer les orifices d’évacuation, au moment où il se trouve dans le voisinage du poinL mort, c?Hjt-à-dire' où sa vitesse est très faible.
  - « Les soupapes el’admission, simples soupapes plates avec fermeture à ressort, commandées par des cames, se trouvent aux deux extrémités du cylindre.
  - « Pour éviter les inconvénients qui pourraient résulter de l'inflammation prématurée d’un mélange détonant, le gaz et l’air sont amenés par des pompes séparées ; le mélange ne‘se fait, qu’à l’entrée du cylindre. La pompe affectée au refoulement de l'air débite d’abord seule pour envoyer de l’air pur dans le cylindre ; ensuite les deux pompes refoulant ensemble donnent un mélange qui garde toujours la môme composition et dont la quanti té seule varie à chaque coup pour régler la puissance du moteur. Les pompes ne compriment pas, elles mesurent et introduisent seulement le mélange.
  - « Les pistons des deux pompes sont placés sur la même lige et actionnés par le même mouvement, engendrant par conséquent des volumes dans un rapport constant et assurant ainsi un mélange d’une composition toujours uniforme; cette composition 11e dépend que du rapport entre les surfaces des pistons des deux pompes : ce rapport est établi pour chaque
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 57
  - moi,eur, suivant la richesse du gaz et par suite suivant la quantité à briller.
  - « Si le moteur doit marcher avec des gaz dont la capacité calorifique varie beaucoup, on détermine le diamètre de la pompe à gaz pour la plus faible valeur de cette capacité calorifique; ensuite, si cela devient nécessaire, on a recours à une addition d’air pour obtenir un mélange équivalent.
  - « Les deux conduites de refoulement des pompes se rejoignent, sur la soupape d'admission (fUj. 31)).
  - « La soupape d’admission peut donc cire considérée comme placée entre ces deux conduites, dans lesquelles l’air et le gaz amenés par les pompes avec une faible pression stationnent d’un coté et de l'autre avant l'ouverture delà soupape.
  - Il va de soi que ce,lui des deux qui se trouvera le plus rapproché de la soupape, au moment de son ouverture, entrera le premier dans le cylindre. Si donc on arrive par une disposition quelconque à faire passer l’air des deux côtés de la soupape, à le refouler môme jusque dans la conduite du gaz, de façon à maintenir le gaz éloigné, il est certain qu'au moment de l’ouverture de la soupape il passera d’abord de l’air pur dans le cylindre jusqu’à ce que le gaz soit arrivé à la soupape.
  - « 11 s’agit donc d’introduire d’abord de l’air-pur et ensuite un mélange intime toujours de môme composition. Pour cela la pompe à gaz, au lieu de débiter tout de suite, marche avide pendant un certain temps durant lequel la pompe à air débite seule. Ensuite la pompe à gaz débite à sou tour, de façon qu’un mélange de la composition voulue arrive subitement au moteur à la suite de l’air.
  - « En un mot, la pompe à air fonctionne toujours à plein débit et la pompe à gaz refoule d’abord, pendant une partie de la course, à travers les soupapes d’aspiration, puis vers le cylindre moteur, en formant avec le débit de la pompe à air le
  - Soupape Fig. 29.
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- - 58
  - MÉCANIQUE
  - mélange qui va constituer la nouvelle charge. Cette variation dans le débit effectif de la pompe à gaz est réglable à volonté, suivant la quantité de mélange que l’on veut introduire pour chaque charge.
  - « Grâce à la forme particulière du coude d’entrée, l’air pur, qui est introduit au début, reste constamment séparé du mélange détonant entré à sa suite, empêchant complètement que ce dernier ne s’appauvrisse, ce qui fait que même de petites quantités peuvent encore s’enflammer.
  - « L’inflammation du mélange se fait électriquement au moyen de magnétos; il y eu a deux de chaque côté du cylindre, avec dispositif sur chacune d’elles pour avancer ou retarder le moment de l’allumage, meme pendant la marche, suivant la nature du gaz employé.
  - « La mise en marche se fait au moyen d’air comprimé, comme pour les moteurs à quatre temps. Elle se fait avec une sûreté absolue et très rapidement.
  - « Le cylindre et le piston du moteur sont refroidis par une circulation d’eau ; à cet effet, la Lige du piston est perforée dans toute sa longueur ; les presse-étoupes de la boîte à soupape sont également entourés d’une chemise d’eau.
  - « Les cylindres sont munis de soupapes de purge, servant en même temps de soupapes de sûreté.
  - « Ils sont également pourvus de regards de nettoyage pour les ouvertures d’échappement, bien que la pratique ait démontré que l’intérieur du cylindre reste en parfait état de propreté ; cela est dû à ce que les gaz, s’échappant alternativement des deux côtés, avec une grande vitesse, à travers les ouvertures du cylindre, 11e déposent aucun cambouis ».
  - U11 moteur Kœrting de 1.500rtix installé aux aciéries d’Ou-treau donne complète satisfaction aux industriels, qui considèrent son fonctionnement aussi -régulier que celui d’une machine à vapeur. Les établissements Leflaive et Ci0 ont déjà fait en France plusieurs installations de ce genre : 2 à la Société des hauts fourneaux de Pont-à-Mousson, 3 à la Société des forges et fonderies de Montataire, 1 chez MM. Raty et O.
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  - 34. Moteur II. Claudel à deux temps et à simple effet [fîg. 30 (^)]- — a) Description. — Les organes de transmission : arbre moteur A, bielle G et crosse de piston F, sont enfermés dans le bâti, formant carter étanche et contenant un bain d’huile. Le graissage de ces organes a donc lieu automatiquement par barbotage.
  - Le cylindre B est à double enveloppe formant chambre de circulation d’eau réfrigérante. Dans les parois du cylindre sont ménagées la lune i è r e d ’ é c h a p p e -ment R et la conduite KJ. Le cylindre est prolongé à sa partie supérieure par la chambre de combustion II, pourvue de la soupape d’admission L, et de l’inllammateur I. Il est fermé à la partie inférieure par le fond de cylindre F formant glissière pour la crosse de piston F.
  - La capacité inférieure du cylindre peut communiquer soit avec les conduites d’amenée d’air et de gaz par la soupape M, soit avec la chambre de combustion par la soupape Lqui porte un protecteur en saillie pour protéger l’inflamniateur I contre les poussières et les liquides.
  - La disposition des conduites permet de marcher indifféremment au gaz ou au pétrole.
  - (') Extraite du bulletin technologique de la Société des Anciens Élèves des Ecoles d’Arts et Métiers.
  - Robinet ____
  - à :
  - Fig. 30.
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- - 60
  - MECANIQUE
  - b) Fonctionnement. — 1° U admission par la soupape L du gaz Trais contenu dans le fond de cylindre se fait dès le début de l’ascension du piston et cesse dès que l’orifice d’évacuation est masqué.
  - Pendant le reste de la montée du piston, la soupape L est appliquée sur son siège, le gaz frais contenu dans la capacité supérieure .(motrice) du cylindre est refoulé dans la chambre de combustion ; c’est la période de compression. En même temps, le vide se fait dans le fond de cylindre et la conduite JK. L'air carburé qui est à la pression atmosphérique agit sur la soupape M. Celle-ci s’ouvre en livrant passage au mélange.
  - 2° Au moment où le piston va atteindre son point mort haut, Y inflammation a lieu, suivie de V explosion, puis de la détente des <jaz brûlés. Le piston est repoussé vers le bas. C’est la période motrice qui se produit pendant les h/10 de la course descendante, jusqu’à ce que soit découverte la lumière d’échappement R.
  - L'évacuation dure donc pendant le dernier dixième de cette course et s’achève au début de la montée.
  - Pendant la descente, les soupapes L et M sont fermées, l’air carburé contenu dans le fond de cylindre est légèrement comprimé.
  - VIII. — Installation, conduite et entretien
  - 35. Installation d’un moteur industriel. — 1° Fondations. — « Le moteur sera établi avec soin, solidement et parfaitement de niveau, sur un massif en briques ou en béton avec chape en ciment, reposant sur une fondation en maçonnerie quelconque ou en béton.
  - « Le massif peut être remplacé par une pierre, les boulons de fondation étant scellés dans la pierre au soufre. Pour les installations provisoires on peut disposer deux madriers bien placés scellés dans le sol.
  - « Pour le montage, il est préférable de ne sceller les boulons dans leurs logements que lorsque le moteur est présenté sur le massif.
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  - « On amène le moteur sur le socle en le faisant reposer sur deux madriers permettant de passer les boulons dans leurs trous, on retire ensuite les madriers et on dégauchit le moteur. 1
  - « Lorsque l’on n’est pas bien sur que le massif est parfaitement plan, un bon procédé consiste à faire reposer le moteur sur des cales en fer, le dégauchir, puis introduire entre le socle du moteur et le massif un coulis de ciment liquide qui, en séchant, supprime toute chance de déformation du socle.
  - Robinet <? flotteur
  - . 'JîcservoirÀ eau.
  - Bobine
  - P’io. 31.
  - « Ne serrer les écrous des boulons que lorsque le ciment est bien sec. S’assurer après serrage que l’arbre du moteur tourne toujours parfaitement librement.
  - « Dans certains cas où il est nécessaire d'amortir les vibrations d'une façon complète, il est bon d’interposer entre le massif et le socle du moteur un matelas en poils de chameau,
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  - double paillasson poils contre poils, ou caoutchouc recouvert d’une chape de zinc avec rigole tout autour (pour recueillir l’huile qui dissoudrait le caoutchouc), etc.
  - 2° Conduite d'échappement des gaz.— « La conduite d’échappement des gaz devra comporter le moins de coudes possible; elle sera établie en tubes, coudes et raccords, série du commerce.
  - « Les raccords seront bien établis à la céruse pour éviter toute fuite, ce qui nuirait à la marche silencieuse du moteur et amènerait des fumées dans la salle.
  - « Le pot d’échappement sera placé dans une cavité bien accessible afin de pouvoir de temps en temps vider l’eau de condensation par le bouchon.
  - « Un tuyau partant du haut du pot d’échappement emmène ensuite les gaz à l’extérieur.
  - « La conduite d’échappement sera placée dans un caniveau aéré, recouvert de plaques de fonte ou tôle ajourées largement pour permettre le dégagement de la chaleur.
  - « Le pot d’échappement doit être au point le plus bas de la canalisation d’échappement ; un bouchon sert à vidanger l’eau de condensation. » [L’Aster.)
  - 3° Canalisation d’eau réfrigérante. — Si l’on dispose d’eau sous pression à bon marché, il suffit d'amener l’eau par une conduite en fer sur laquelle est monté un robinet de réglage. L’eau échauffée se rendant dans un entonnoir à la partie supérieure du cylindre est emmenée à la vidange par un tuyau quelconque. Le débit doit être réglé d’après la température de sortie de l’eau.
  - Si l’eau est rare ou coûteuse, on opère le refroidissement par thermo-siphon comme l’indique la figure. Un robinet à flotteur rétablit le niveau dans le réservoir d’eau lorsque l’évaporation le fait baisser.
  - Dans tous les cas, il faut avoir soin de placer des bouchons de vidange aux points bas des canalisations d’eau pour éviter leur éclatement lors des gelées.
  - 4° Canalisation d’essence. — Le réservoir de combustible est placé en charge par rapport au niveau constant du carbu-
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  - 63
  - rateur. Il est rempli en utilisant un entonnoir avec toile métallique fine pour retenir les impuretés. On recommande de filtrer le pétrole lampant avec un linge.
  - 36. Réglage €les moteurs à explosion. — Les variations de puissance sont obtenues par l’un des procédés suivants :
  - 1° Méthode du « tout ou rien » ;
  - 2° Variation de la composition ou de la qualité du mélange ;
  - 3° Variation du volume ou de la quantité du mélange admis ;
  - 4° Variation du moment de Vallumage ;
  - 5° Variation de la durée de Véchappement.
  - a) Méthode du a tout ou rien ». — Elle consiste à fermer l’admission pendant un ou plusieurs, tours de l’arbre moteur de façon à diminuer le nombre des courses motrices. L’introduction est maintenue fermée par un tiroir jusqu’à ce que cesse l’emballement produit par une diminution de la charge, c’est-à-dire du travail demandé au moteur. Cette méthode est simple et assure un rendement convenable à toutes les charges ; mais les explosions qui suivent les passages à vide sont excessivement violentes. Elle ne convient donc que pour les faibles puissances.
  - b) Variation de la composition du mélange. — Dans ce système, l’admission d’air est constante ; celle de gaz est commandée par une came à gradins ou came conique, placée sous la dépendance du régulateur. Lorsque la charge diminue, la vitesse tend à augmenter, mais le levier qui soulève lasoupape d’admission du gaz vient se placer en regard de la came qui a un plus petit rayon, de sorte que l’introduction du combustible diminue. La détente reste sensiblement constante ; mais, la richesse du gaz diminuant, l'inflammation peut ne pas se produire ; il y a des ratés, d’où perte. Pour éviter cet inconvénient, on opère, dans le moteur Letombe, une surcompressioi qui facilite rallumage.
  - c) Variation du volume du mélange. — La richesse du ga: admis ne change pas, mais on en admet une plus petite quan tité, de sorte que ^puissance diminue. 11 n’y a plus de raté
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- - 64 MÉCANIQUE
  - à l’allumage, mais la compression diminue et avec elle le rendement. D’autre part, la combustion est souvent incomplète et détermine non seulement une perte, mais l’encrassement du cylindre.
  - d) Variation du point d’allumage. — Si on retarde l’allumage, il en résulte une diminution considérable de puissance, mais la consommation de combustible ne change pas, et le rendement devient très médiocre. Ce procédé ne peut être employé que pour des durées insignifiantes et dans les moteurs de luxe.
  - e) Variation de la durée de.l’échappement. — Elle conduit à une évacuation incomplète des gaz brûlés, à une entrée moins considérable de gaz frais, mais la combustion est souvent incomplète et provoque l’encrassement du cylindre.
  - On peut combiner les divers modes dé régulation précités pour atténuer leurs défauts.
  - 37. Mise en marche. — Les moteurs à explosion ne peuvent pas se mettre en route d’eux-memes comme les machines à vapeur. L’air carburé doit en effet être aspiré, puis comprimé par le mouvement du piston moteur. Pour les faibles puissances, la rotation de l’arbre moteur est obtenue en actionnant à bras une manivelle.
  - Lorsque le moteur actionne une dynamo pour constituer un groupe électrogène, on peut, à l’aide d’accumulateurs, effectuer la mise en marche par le courant électrique.
  - L’emploi d’un petit moteur de mise en route constitue une solution, mais encombrante, coûteuse et peu élégante.
  - C’est surtout à l’aide de l’air comprimé pendant le fonctionnement de la machine que l’on opère actuellement.
  - Dans quelques cas, on a comprimé dans des réservoirs spéciaux, non de l’air, mais de l’air carburé que l’on peut enflammer lorsque le piston est dans la position convenable. A cause des dangers d’allumage intempestif qu’il présente, ce procédé est délaissé.
  - 38. Conduite des moteurs à explosion. — a) Avant
  - la mise en train, nettoyer les différents organes avec un
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  - chiffon légèrement imbibé de pétrole ; vérifier' le fonctionne-ment de l’allumage, l'étanchéité des soupapes et des joints, le serrage des écrous; remplir les graisseurs du cylindre d’huile minérale, les autres de graisse consistante ; remplir, s’il y a lieu, les réservoirs de pétrole, d’essence ou d’autre combustible liquide ; s’assurer de la qualité du gaz s’il est fourni par un gazogène ou un four.
  - b) - Pour mettre en train, faire faire quelques tours au moteur, ouvrir les robinets de gaz ou d’air carburé, et l’explosion se produit. La mise en marche doit se faire avec un léger retard à l’allumage, de manière à assurer une rotation dans le sens convenable.
  - c) Pendant la marche, régler les robinets d’arrivée d’air et de gaz, donner peu à peu une légère avance à l’allumage; vérifier si la température de l’eau réfrigérante ne dépasse pas 40 à 50° à la sortie de la chambre de circulation, s’assurer qu’il n’y a pas de ratés et que le gaz d’échappement est incolore.
  - d) Pour arrêter, couper l’allumage, fermer les robinets d’arrivée de gaz.
  - e) Après la marche, arrêter le débit de l’huile, vider la chambre de circulation d’eau si l’on craint la gelée, ainsi que les réservoirs et les graisseurs si l’arrêt doit se prolonger.
  - 39. entretien. — Il est à peu près insignifiant ; la visite et le rodage des soupapes, le serrage des écroUs et des coussinets, le nettoyage des graisseurs et des réservoirs ne sont nécessaires qu’à des intervalles de plusieurs mois. Nettoyer une ou deux fois chaque année la chemise de circulation d’eau.
  - 40. Consommations «les moteurs à combustion interne. — On admet que la production du cheval-heure effectif sur l’arbre moteur s’obtient avec :
  - 500 à 600' de gaz d’éclairage à 5.300 calories;
  - 450 à 550s d’anthracite gazéifié à 0.000 calories ;
  - 500 à 600« de charbon maigre gazéifié à 8.500 calories ;
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  - MÉCANIQUE
  - 800 à 9001 de gaz de bois Riche à 3.000 calories ;
  - ^ gaz c]es hauts fourneaux à 900 calories ;
  - 500R ou 01,700 d’essence de pétrole à 11.000 calories ;
  - 400" ou 01,500 de pétrole lampant à 10.500 calories ;
  - 650R ou 0‘,800 d’alcool carburé à 6.000 calories.
  - Pour préciser, en ce qui concerne les gros moteurs dont la puissance'varie entre 500 et 2.000dlx, nous citons quelques chiffres garantis à leurs clients dans les contrats de vente par divers constructeurs.
  - 1° Le Creusot : 2.400 calories de combustible gazeux, 40' d’eau réfrigérante;! 15° et P,5 d’huile de graissage par cheval-heure eifeclif.
  - 2° La Siegencr Maschinenbau A. G. : 2.300 calories, 35' d’eau et P,3 d’huile par cheval-heure indiqué.
  - 3° La Société de Nuremberg : 3m3 de gaz des hauts fourneaux à 900 calories, 801 d’eau eL 1K,5 d’huile par cheval-heure effectif.
  - 4° Les ateliers Leflaive et Ci0 : 2.700 calories, 45 à 501 d’eau et P à P,5 d’huile selon le degré d’épuration du gaz.
  - 1>° Les essais effectués sur un moteur Cockerill de 1.400chx on t indiqué une consommation de 3.400 calories par kilowatt aux bornes (tableau) :
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- - RESULTATS DES ESSAIS jjeo O JL* 1 XV .1 Ai' i luit 4, v »
  - Faits par MM. Hubert et Witz sor un moteur Cockerill de 1.400e1’*.
  - <« * PUISSANCE EN CHEVAUX RENDEMENTS CONSOMMATION DE GAZ à O el 7n0 n,/m ZD jj CALORIES CONSOMMÉES PAR HEURE
  - NUMÉRO DU L’ESS* ZD r^ H M F- O p ^ CL~ ac s O >* a O S ^ a < o < c/5 - CO CA •a* 3 cr . CA c* a fa a> 1 élcclriques S- 0> O £ o & bc 3 de la génératrice I ! du groupe électrogène PAR C. cr c IEVÀL-H o o fa o EURE C "ü X S C' ? <• - æ O a > ^ ZD s: ? « 'S 3" c fS o o £ par cheval effectif ( par cheval électrique 7C H Le. 55 ,, ^ § x £
  - 1 103,11 kg/cmS 1,7907 657,43 349,17 311,3 o/o 53,1 0/0 89,1 0/0 47,3 iï]3 4,272 m:’ 8,043 m*> 9,028 cal. 979 4.182,3 7.874,1 5.838,4 o/o 15,19
  - 2 101,30 3,4673 1.250,40 986,00 917,5 78,8 93,1 73,3 2,513 3,187 3,425 979 2.460,2 3.120,1 3.353,1 25,82
  - 3 10,0,04 4,1068 1.463,68 1.332,70 1.250,7 91,1 93,8 83,4 2,376 2,340 2,707 963 2.227,4 2.446,0 2.606,8 28,32
  - 4 91,23 4,9318 1.607,74 1.494,80 1.400,0 72,97 94,0 87,4 2,925 2,497 2,657 943 2.192,5 2.354,7 2.305,6 28,98
  - 5 93,80 4,7004 1.569,45 1.466,lS 1.377,5 93,4 93,9 87,76 2,247 2,406 2,560 983 2.208,8 2.365,1 2.516,5 28,77
  - 6 94,04 3,2423 1.755,06 1.581,90 1.487,7 90,0 94,0 84,7 2,155 2,392 2,542 984 2.129,1 2.363,3 2.511,5 29,84
  - Diamètre clés cylindres : im,000 ; Diamètre de la tige des pistons : 0m,275 ; Course des pistons : tm,100.
  - 05
  - -1
  - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
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- - /
  - PRIX DE REVIENT DE LA FORCE MOTRICE AVEC MOTEURS A GAZ, d’après M. L. Saint-Martin.
  - O*
  - 00
  - MOTEURS A GAZ D’ÉCLAIRAGE MOTEURS A GAZ PAUVRE'
  - 1 ch 5 chx 10 chx 20 chx 40 chx 40 chx 50 chx 60 chx 100 chx
  - Bases du prix de revient : .Dépenses d’installation (i) Fr. ; Consommation de< gaz par cheval - Consommation de charbon parche-. val-heure effectif (2) Kg. 2.000 1.100 » 4.500 860 » 7.000 750 » 10.000 670 » 15.000 620 » 32.000 » 0,750 36.000 » 0,720 40.000 » 0,700 ^ 55.000 )> 0,580
  - Dépenses annuelles pour 3.000 heures •
  - de marche :
  - Dépenses combustible (3) Fr. Frais généraux, eau, • graissage, 495 \ 1.935 3.375 6.030 11.160 2.250 2.700 3.150 5.100
  - entretien, réparations, etc 200 500 825 1.320 2.400 3.000 3.200 3.600 5.000
  - Salaires 300 400 500 650 1.000 2.500 3.000 3.000 3.600'
  - Intérêt et amortissement(t) .200 450 700 1.000 1.500 3.200 3.600 4.000 5.500
  - Totaux Fr: 1.195 3.285 5.400 9.000 10.060 10.000 12.500 13.750 19.200
  - Nombre annuel de chx-h. eff Prix ['a) de revient total du cheval- 3.000 15.000 30.000 60.000 120.000 120.000 150.000 180.000 300.000
  - heure produit Cent. 30,8 21,9 18 15 13,4 9,13 8,33 7,64 6,4
  - Prix (b) de revient réel du cheval-
  - heure utile Cent. 60 à 100 33 à 55 27 à 43 22,5 à 37,5 20,1 à 33,5 13,8 à 23 12,5 à 20,7 11,5 à 19,2 9,6 à 16
  - N. B. — Les chiffres (a)sse rapportent au travail produit par les moteurs à* gaz et les chiffres (b) au travail réellement utilisé par les ma-
  - chines réceptrices de l’atelier, en supposant entre ces deux quantités de travail un rapport de 1,5 à 2 d’utilisation de la force motrice. (1) Dépenses comptées comme ci-dessus, pour les machines à vapeur. ,5, suivant les plus ou moins bonnes conditions
  - ' (2) Les consommations se rapportent à une marche iudustrielle, en pleine charge et comprenant les combustibles brûlés, le cas échéant, par les petites chaudières à vapeur de certains gazogènes. (3) Gaz à 0 fr. 15 le mètre cube. — Anthracite ou braisette, à 25 francs la tonne, rendue en soute. (t) 5 0/0 d’intérêt et 5 0/0 d’amortissement, soit en tout 10 0/0 des dépenses de construction. •
  - MECANIQUE
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 69
  - EXERCICES A RÉSOUDRE
  - I. — On a pratiqué l’essai d’un moteur à gaz pauvre à l’aide d’un l'rein de Prony dont le bras de levier L — lm,64S. Le nombre de tours par minute, résultat de la moyenne de vdngt relevés, n — 173,6. La charge du frein a été successivement :
  - CHARGE DU FREIN en kg-. HEURES D U B K \i EN SEC. PUISSANCE EN CHX. K N E R G I E PRODUITE en chx.-li.
  - 242 l'150™ à 21' 36"“
  - 233 21' 36m à SMS"1
  - 238 3h 15m à 31' 37'"
  - 233 31’ 37’“ à S1' 50m
  - Compléter les colonnes en calculant les résultats et dire quelle a été la puissance moyenne.
  - [Moteur installé à la manufacture de meuble Ileyslée, à Maliues (Belgique), par la Gasmotoren Fabrik Deutz.]
  - IL — Le gaz alimentant le moteur précédent était fourni par un gazogène Riche à double combustion qui a consommé :
  - 963ll",5 de copeaux de bois de raboteuse à 3.910 calories;
  - 7üks,85 de coke de gaz à 5.850 calories.
  - On a retrouvé :
  - Sks de charbon de bois en morceaux à 8.000 calories ;
  - 15ks,4 de coke utilisable à 5.850 calories.
  - Quel est le rendement thermique du groupe moteur et gazogène?
  - •
  - III. — En adoptant comme valeur du coke 25 francs la tonne et pour celle des copeaux 12 francs la tonne, calculer le prix de revient du combustible consommé par cheval-heure.
  - IV. — L’essai d’un moteur installé à l’usine Rcnsonnet, à Saint-Laurent-de-Ceris, a été effectué au frein à corde :
  - Diamètre du volant........................... 21t = lm,664
  - — de la corde............................ 2r=0n',ül5
  - Pression effective (différence entre les poids et la tension du dynamomètre) (moyenne de 26 observations) .................................... (P — p) =. 28ks,731
  - Vitesse de l’arbre moteur par minute......... n = 254 tour;
  - Calculer la puissance effective moyenne.
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- - 70 - MÉCANIQUE
  - V. — Pour évaluer la consommation du moteur ci-dessus alimenté par un gazogène Pierson, on a chargé 60ks de combustible à 6,5 0/0 de cendres et l’on en a retiré 34kN90 après G1' d’essai.
  - On demande la consommation de charbon brut et de charbon net par cheval-heure elfectif.
  - VI. — De l’essai d’un moteur Crossley fait au laboratoire du Conservatoire des Arts et Métiers, on extrait le tableau ci-dessous :
  - DÉSIGNATION A la mise en route En marche normale A pleine charge
  - Durée de l’essai 10'" 160 126k',6 2“,307 7h 34'" 159,4 136ks,6 2m,307 p, 1Cn, 162,1 152k-,54 2'“,307
  - Nombre de tours par minute... Charge du frein liras de levier du frein Puissance effective Travail produit. ..
  - Compléter le tableau, calculer le travail total et la puissance moyenne.
  - VII. — Le gaz utilisé dans le moteur ci-dessus a été produit dans un
  - gazogène Pierson :
  - Poids total de charbon chargé dans le gazogène.... 3G5ks
  - Pouvoir calorifique de ce charbon................. 7.520r‘l1
  - Coke utilisable retiré du gazogène... ............ 49k"
  - Cendres et mâchefers.............................. 56k!;
  - Calculer la consommation de charbon brut et de charbon net par cheval-heure elfectif.
  - Calculer le rendement thermique du groupe moteur et gazogène en admettant pour le coke un pouvoir calorifique de 6.000 calories.
  - VIII. — Cil moteur Letombe essayé à Lille par M. Cobron, à l’aide d’un frein à deux cordes entretoisées, a fourni les données suivantes :
  - Diamètre du volant............................ 2"’,006
  - Diamètre des cordes............................... ÎS""11
  - Charge du frein, P —p......................... 185k«
  - Nombre de tours par minute.................... 196
  - Consommation de gaz d’éclairage à l’heure..... 24™3
  - Pouvoir calorifique de ce gaz................... o.025‘'"1
  - Calculer :
  - 1° La puissance effective du moteur;
  - 2° La consommation de gaz par cheval-heure ;
  - 3° La consommation en calories par cheval-heure ;
  - 4° Le rendement thermique du moteur ;
  - 5° Le prix de revient (à 0 fr. 18 le mètre cube) du cheval-heure.
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION 71
  - IX. — Un moteur Letombe essayé à Lille par M. Witz, à l’aide d’un freir
  - bascule non équilibré, a fourni les données suivantes :
  - Durée de l’essai....................................... 10'1
  - Nombre total de fours.................................. 81..‘139
  - Charbon consommé dans les gazogènes.................. 1.078k"
  - Charge du plateau de la bascule............................. 66k",9
  - Longueur du frein............................................. 3m
  - Elfet du poids du frein rapporté à cette longueur (à soustraire)........................................ 149ks
  - Calculer la puissance du motcuT et la consommation de charbon pai leval-heure.
  - X. — Les essais effectués par M. Witz sur des moteurs Crossley aliinen-s par un gazogène Pierson ont donné les chiffres suivants :
  - Premier essai sur un moteur de 23cllx lin eluirg’e lin surcharge
  - Durée de l’expérience......................... 71' l1'
  - Charge nette du frein......................... 60k" 65k"
  - Longueur du bras de.levier.................. 1"‘,:>0 lm,50
  - Vitesse moyenne en tours par minute.. .. 199',78 199‘,ao
  - Poids du charbon brut consommé........... 113ks,07
  - Pouvoir calorifique de ce charbon........ 8.189Ci,‘
  - Calculer la puissance effective et la consommation par cheval-heure.
  - Deuxieme es=ai sur un moteur commandant une pompe
  - Durée de l’expérience................................... 8'1
  - Nombre de tours par minute............................. 190,10
  - Charge nette du frein.................................. SO1^'
  - Longueur du bras de levier......................... I"',a0
  - Eau montée en une heure................................ 82"':i
  - Hauteur d’élévation................................... 30‘",80
  - Consommation totale de charbon net................. 96k-,08
  - Teneur en eau et en cendres du charbon brut.. 1,7 + 7,6 = 9,3 0/0
  - Pouvoir calorifique du charbon brut.................. 8.1891'1'
  - Calculer la puissance utile de la pompe, la puissance disponible su arbre du moteur. Par comparaison avec le premier essai en charge, cal lier le rendement de la pompe ; on admettra une perte de charge de 4 ans les tuyaux.
  - XL — Calculer la puissance du moteur Charon installé à la scierie Not in, à Calais, étant donnés : le nombre de tours par minute n = 149 ; 1 large sur le plateau de la bascule P/10 = 13ka) et le bras de levier d ein équilibré L = 2m.
  - XII. — Pour alimenter ce moteur développant en moyenne ü0c,lx: per ant 401', on a alimenté pendant 481' un gazogène à. distillation Riché ave 723ki: de bois et 1.100ks de houille tout venant de llruay. En admettar ,i,, hni= ui francs )«. tonne, nour celle de la houille 30 fram
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- - 72 ' MÉCANIQUË
  - XIII. — Un moteur à gaz développe une puissance de 13ol>* et consomme par cheval-heure 1201 de gaz d’éclairage à S.200 calories, nécessitant pour brûler complètement G fois son volume d’air. Quelle puissance pourrait fournir ce moteur :
  - 1° Avec du gaz au bois ltiché à 3.200 calories, nécessitant 3 fois son volume d’air pour brûler complètement ?
  - 2° Avec du gaz pauvre à 1.200 calories nécessitant 1 fois son volume d’air ?
  - Quelles seront dans chaque cas la consommation journalière et la consommation par cheval-lieure,si le rendement calorifique n’a pas changé?
  - IX. — Turbine à gaz ou à essence
  - 41. Principe. — Il est analogue à celui des turbines à vapeur : on fait traverser les canaux de la turbine mobile par les gaz provenant de la combustion de la vapeur combustible avec l’air; ceux-ci, à haute pression, possèdent une très grande vitesse d’écoulement, ils agissent en se détendant sur les aubes mobiles par leur puissance vive énorme
  - 5 mV2.
  - 2
  - Suivant le degré de détente que l’on désire, il faut alimenter la turbine avec des gaz brûlés d& pression constante à une température élevée voisine de 600 à 1.000°. Théoriquement, comme pour toute machine thermique, le rendementserait le meilleur avec la plus haute chute de température, avec une alimentation à 2.000° environ; mais, pratiquement, les roues en acier au nickel et même au tungslène ne résisteraient pas à ces températures très élevées. Dans la turbine Lcrnale et Àrmengaud, on peut aller jusqu’à 450° (dans les turbines à vapeur sur-chauirée,on atteint 400°) ; nul doute qu’avec les progrès incessants de la métallurgie on ne puisse atteindre de plus hautes températures.
  - Pour faire entrer les gaz sous une pression constante, on ne peut songer à créer des explosions à l’entrée de la turbine, les remous des gaz gaspilleraient l’énergie du jet.
  - On pourrait peut-être régulariser la pression des gaz provenant de plusieurs chambres d’explosion distinctes dans un réservoir intermédiaire. On préfère actuellement brûler pro-
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- - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION
  - 73
  - gressivement le mélange combustible dans une chambre de combustion, et, pour obtenir une pression suffisante, on comprime l’air à injecter dans cette chambre (tout comme dans les moteurs Diesel).
  - Une turbine à essence comporte donc les organes essentiels suivants :
  - 1° Un compresseur d'air (6 à 10ksde pression);
  - 2° Un générateur continu sous pression ;
  - 3° Une turbine motrice.
  - 42. Turbine Lem a le et Armengaud. — a) Compresseur d’air. — La turbine tournant très vite (4.000 tours) ne pourrait commander directement des compresseurs à piston (1.000 tours maximum). M. Lemale a recours à des ventilateurs centrifuges multicellulaires comprimant progressivement l’air. Ces turbo~ven-tilateurs {fig. 32) ressemblent fort aux pompes-turbines à plusieurs phases Worthington [fi,g. 149 du premier volume) ; le fluide refoulé est l’air au lieu de l’eau. L’air aspiré entre par l’ouïe du premier ventilateur, est refoulé par l’impulseur I à la périphérie avec une grande vitesse, s’engage dans les canaux D des aubes de diffusion, à section croissante, dans lesquels sa force vive se transforme en pression. Il est ensuite aspiré par le second ventilateur, sa pression croît rapidement d’im-pulseur en impulseur.
  - Le rendement de ces turbo-ventilateurs est excellent (75 0/0).
  - b) Générateur continu sous pression. — Dans la chambre de combustion pénètrent un courant d’air comprimé venant du turbo-ventilateur et des jets continus de pétrole sous pression, (pii assurent un mélange intime du combustible et du comburant. Une étincelle enflamme ce mélange dont les gaz
  - Fig. 32.
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- - 74 MÉCANIQUE
  - brûlés atteignent une température de 1.800° qu’il faut abaisse à 450°. A cet effet, M. Lemale entoure la chambre de combustion d’un serpentin à eau qui y déverse sa vapeur d’eau produite et réduit ainsi la température des gaz à 800°. En se détendant dans la tuyère pour parvenir aux aubes, la température tombe à 450°.
  - c) Turbine. — Elle est analogue à celle des turbines à vapeur.
  - I
  - 43. Avantages des turbines à gaz. — 1° Leur simplicité de construction et de fonctionnement, partant leur robustesse et leur régularité, semblent devoir les faire adopter pour les automobiles, les aéroplanes, les canots, les torpilles automobiles. Mais il faudrait améliorer leur rendement thermique;
  - 2° Le rendement de ces turbo-moteurs est susceptible d’être très élevé, puisqu’on peut utiliser une détente prolongée très loin en faisant le vide en aval.
  - .Avouons cependant que jusqu’ici les constructeurs sont encore dans la période des essais qui exigeraient, d'après M. Lemale, la construction de turbines puissantes pour donner d’excellents résultats pratiques.
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- - AUTOMOBILE
  - Le moteur à essence presque exclusivement employé dans la traction des voitures et canots automobiles comprend : 1° le carburateur ; 2° le moteur proprement dit ; 3° un dispositif d'allumage ; 4° un appareil refroidisseur.
  - X. — Carburateur
  - 44. Rôle. — Cet organe a un double rôle à remplir :
  - 1° Provoquer Vévaporation de l'essence ou de l'alcool. On la facilite en utilisant de l'essence très volatile, bien rectifiée, pesant080 à 700s au litre, que l’on trouve dans le commerce sous le nom de gazoline, stelline, motourine, benzo-moteur, moto-naphta. Pour l’alcool, moins volatil, que l’on peut employer pur ou carburé avec des benzols, il est nécessaire de le chauffer avec les gaz d'échappement dû moteur ;
  - 2° Réaliser le mélange tonnant le plus favorable pour obtenir une combustion complète et conséquemment le meilleur rendement du moteur à ses diverses allures.
  - 45. Carburateur à pulvérisation. — Les carburateurs à léchage par simple évaporation ou à barbotage ne sont plus employés, parce qu’ils ne permettent pas de réaliser la meilleure carburation correspondant à une proportion déterminée de comburant et de combustible.
  - Le carburateur à pulvérisation comprend: 1° un vase ou niveau constant À ; 2° un mélangeur N {fig. 32 bis).
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- - 76 MÉCANIQUE
  - Le flotteur B qui suit les variations du niveau de l’essence
  - dans le réservoir commande un pointeau F qui, en bouchant plus ou moins l’arrivée du liquide, règle sa consommation.
  - L’aspiration du moteur crée dans le mélangeur une dépression qui fait jaillir en fine poussière l’essence du gicleur G dont le diamètre d’orifice est très petit. L’air aspiré se mélange ainsi plus intimement avec l’essence.
  - Réglage. — La carburation est bonne quand le gaz d’échappement est incolore, sans fumée et presque inodore.
  - Pour l’obtenir, il faut augmenter ou diminuer l’admission d’air, selon que le moteur tourne plus ou moins rapidement. Le débit d’essence du gicleur croît en effet avec la dépression d’aspiration, par rapport au débit d’air.
  - Cette rentrée d’air additionnelle, nécessaire aux fortes allures, peut être réglée par le cond ucteur comme dans le carburateur Longuemarre [fig. 33). L’essence emplissant la chambre M' gicle en jets pulvérisés par les rainures très fines de la tête du champignon pulvérisateur P et sature l’air aspiré passant dans le tube d’étranglement N. En agissant sur la manette S qui fait tourner la clef de
  - Fig. 33.
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- - AUTOMOBILE
  - 77
  - réglage Q, on couvre ou on découvre ainsi les échancrures P d’enlrée d’air additionnelle.
  - 46. Carburateurs automatiques. — La rentrée cïair complémentaire assurant la constance du mélange peut être automatique, commandée par la dépression du moteur comme le propose Krebs.
  - L’appareil automatique pour moteurs Panhard et Levassor [ftg. 34) se compose d’un piston P de réglage automatique logé dans un cylindre dans lequel il se meut sans frottement grâce au joint constitué par une membrane souple et imperméable O. Le piston est en communication sur une face avec la chambre de carburation, sur l’autre avec l’air extérieur par le petit trou S. Il est relié par une tige avec un clapet équilibré L. Quand la dépression est nulle, ce clapet obture les orifices a, a et b, b ; lorsqu’elle augmente, elle vainc la résistance du ressort R, entraîne le clapet qui démasque les ouvertures d’entrée d’air additionnelle.
  - Fig. 34.
  - Fig. 35.
  - Dans le carburateur Zénith [fig. 35) des moteurs d’aviation, on applique un autre principe d’automaticité : on adjoint au premier gicleur, qui débite trop peu d'essence aux faibles allures et tron aux nrand.es. un deuxieme aicleur de faible débit.
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  - MÉCANIQUE
  - mais constant, insignifiant pour les grandes vitesses du moteur, relativement élevé aux petites vitesses. En calculant les diamètres des orifices des gicleurs, on peut réaliser une compensation parfaite.
  - Les deux gicleurs sont disposés concentriquement, les deux jets débouchent en S, le jet principal au centre, le compoü*-satcur tout autour.
  - Le gicleur annulaire 11 communique par le trou F avec la pipe J ouverte à l’extérieur où débite l’orifice calibré I.
  - La pression s’exerçant sur cet orifice étant la pression atmosphérique est constante et, par suite, les débits du gicleur I et du compensateur.
  - Dans la marche au ralenti à vide, l'admission des gaz est extrêmement faible. La dépression autour des gicleurs est insuffisante pour aspirer l’essence qui se déverse dans la pipe. La dépression existant en arrière du papillon P permet d’aspirer l’essence de la pipe par un tube auxiliaire O. La charge sur le gicleur I diminuant de la distance de l’orifice du gicleur à celui du tube O, son débit, el par suite celui du compensateur, augmente. On peut ainsi, par la plus ou moins grande longueur du tube O, régler le débit du compensateur et, par suite, la (piantité d’essence nécessaire pour obtenir un bon ralenti à vide.
  - Cet artifice offre encore un autre avantage : à l’arrêt, la pipe se remplit d’essence jusqu’à hauteur du niveau constant. La mise en route est facilitée par cette réserve d’essence aspirée violemment par le tube O et pulvérisée sur la tranche du papillon. On n’a nullement besoin de noyer le flotteur.
  - XI. — Moteur
  - 47. Généralités sur les moteurs înonocylin-.driques et polycylindriques. — Les moteurs monocylindriques ne sont utilisés que pour des puissances réduites ne dépassant guère 8chx, pour actionner des pompes, des essoreuses, des écrémeuses, des machines à battre, des scies, des
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- - AUTOMOBILE
  - 79
  - raboteuses, des motocyclettes. Pour les voitures automobiles, on emploie des moteurs polycylindriques : 2, 3, 4, 6, 8 cylindres. Ces moteurs présentent sur les précédents les avantages suivants :
  - 1° Ils permettent d’obtenir une grande puissance sans présenter un trop grand encombrement ;
  - 2° Leur équilibrage est facile, il est d'autant plus parfait que le nombre des cylindres est plus grand; avec deux: ou quatre cylindres en calant les manivelles à 180°, on obtient une explosion à chaque tour de l’arbre au lieu d’une tous les deux tours avec le monocylindrique ; avec six ou huit cylindres, on peut obtenir un équilibrage parfait, les actions motrices successives pour chaque cylindre permettent de franchir les points morts très facilement, ce qui supprime toute trépidation nuisible à la bonne conservation des organes. La régularité'du couple moteur permet d’alléger le volant, dont le poids serait sans cela considérable.
  - 48. Description d’un moteur de voiture automobile. — La ligure 36-37 représente un moteur de la voiture de Dion-Bouton 1910, d’une puissance de 14cliv à 1.400 tours par minute, à quatre cylindres fondus par paire. Le cycle est à quatre temps avec compression préalable, comme pour tous les moteurs d’automobile.
  - Les cylindres en acier, moulés avec grand soin pour que l’épaisseur des parois soit partout convenable, sont centrés dans le bâti au moyen d’une bague rapportée et boulonnés sur un carter en aluminium.
  - Les chambres d’admission, d’échappement et d’explosion du moteur constituant la culasse sont enveloppées d’une chemise de circulation d’eau pour le refroidissement du moteur.
  - Chaque groupe de deux cylindres est recouvert d’une calotte 21 séparée des chambres d’eau par des diaphragmes 32 pour éviter des courts-circuits dans la circulation.
  - Chaque cyl indre ouvert à un bout est fermé par un bouchon fileté 27 qui sert en môme temps de boulon de fixation de la calotte et de tubulure au robinet de compression 28. Ce robinet,
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- - Fig. 36 et 37.
  - MECANIQUE
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  - terminé par un petit entonnoir, permet d'introduire un peu d’essence pour faciliter le départ par temps froid ou du pétrole pour dégommer les segments du piston quand le moteur est dur à tourner. En l'ouvrant un peu avant l'arrêt, on évite la compression inulile des gaz lors de l'interruption de l’allumage.
  - Les pistons 29 en acier forgé sont articulés directement avec la bielle en acier estampé 30, le tourillon du piston est immobilisé par les vis 4 ; les bagues de roulement et les coussinets sont en bronze dur phosphoreux.
  - L’arbre-vilebrequin, en acier doux cémenté, repose sur trois paliers dont le plus long est le plus voisin de l’embrayage. À droite, il est terminé par un plateau 7 sur lequel est boulonné le volant.
  - A gauche, du côté de la distribution, il porte calés sur lui le pignon droit 3, qui commande l’arbre des cames de distribution 8 ; le pignon hélicoïdal 5, qui actionne l’arbre de commande de la magnéto et de la pompe à eau, cet arbre 10 tourne à la môme vitesse que le moteur ; la poulie du ventilateur, qui active le courant d’air traversant le radiateur.
  - Distribution. — L’admission des gaz fra s et l’échappement des gaz brûlés sont réglés par huit soupapes toutes commandées par le môme arbre des cames 8 tournant deux fois moins vite que l'arbre moteur.
  - Il n’y a qu’une seule chambre d’admission 18 pour chaque paire de cylindre, tandis que les oriticcs d’échappement 19 sont séparés.
  - Les bougies sont vissées dans les trous taraudés 17 des culasses situés au-dessus des soupapes d’admission 2. Les clapets d’échappement 1 et d’admission étant situés côte à côte, les gaz frais voisinent toujours les pointes de la bougie lors de l’allumage et rendent ce dernier plus rapide. L’échappe-ment des gaz brûlés se produit dans le silencieux, pot oii les gaz sont obligés de passer dans des chicanes qui réduisent leur vitesse de sortie.
  - Les bouchons filetés G permettent la visite des soupapes, qui doivent être rodées lorsqu’elles se piquent. Les clapets en
  - MÉCANIQUE. — T. III. 6
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  - acier au nickel, terminés par une longue queue guidée par la douille, sont rappelés sur leur siège par un ressort agissant sur une rondelle et une clavette en U de la Lige ; ils sont soulevés par le poussoir 13 sur lequel agit le galet 12 recevant l’impulsion de la came 8.
  - Le graissage des paliers, des bielles, des pistons est aussi parfaitement compris.
  - Le bâti est fermé à sa parlic inférieure par la cuvette en aluminium 22, réservoir d’huile.
  - Une pompe à engrenages logée dans le chapeau du premier palier de gauche, actionnée par l’arbre des cames, puise le lubrifiant dans la cuvetlc sous le tamis 23 du fond du carter, graisse directement le premier palier et envoie l’huile aux deux autres paliers par un tuyau 21.
  - Des paliers, l’huile est distribuée par des conduits 11 pratiqués dans le vilebrequin aux coussinets des bielles, d’où la force centrifuge la chasse assez puissamment pour la projeter sur les pistons et cylindres, qu’elle graisse. Elle retombe ensuite dans la cuvette.
  - Ce mode de graissage automatique par circulation continue d'huile est préférable au barbotage des bielles et manivelles dans l’huile du carter qui projette celle-ci sur tous les organes.
  - 49. Variantes des autres moteurs. — Les moteurs d’automobiles des autres marques dilièrent quelque peu de celui décrit plus haut. Les cylindres peuvent être en fonte mécanique spéciale, à chemise de circulation d’eau rapportée sans calotte, non jumelés. Le piston se fait aussi en fonte avec segments en fonte ou acier, la bielle peut être en acier coulé et montée sur des roulements à billes. L’arbrc-vilebrequin est plein ou creux, les coudes sont équilibrés par des contrepoids et quelquefois remplacés par des plateaux-manivelles supprimant ces derniers et jouant le rôle de volant (moteur E. N. V.).
  - Les soupapes d’admission sont encore quelquefois automatiques, c'est-à-dire qu’elles s’ouvrent par l’aspiration du moteur et sont ramenées vivement sur leur siège par un ressort, dès que le piston remonte. On préfère actuellement les soupapes commandées, plus dociles et dont le fonctionnement est plus doux, par suite plus silencieux.
  - Dans beaucoup de moteurs, les clapets d’admission et d’échappement sont placés de chaque côté des cylindres, ce qui nécessite deux arbres de distribution.
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  - 50. Moteur sans soupapes {fig. 38). — Ce moteur récemment inventé par l’Américain Knight se rencontre dans les voitures Daimler et Minerva. 11 fonctionne suivant; le cycle à quaire temps. La distribution est réalisée par deux tubes fourreaux cylindriques D, K,coulissant entre le piston et le cylindre et l’un dans l’autre.
  - Chaque fourreau D est attelé à un excentrique B monté sur l’arbre distributeur A tournant à la demi-vitesse du vilebrequin.
  - La culasse R boulonnée sur le corps donne au fond du cylindre P une forme hémisphérique. De larges orifices horizontaux pratiqués dans les manchons permettent l’admission et l’échappement des gaz. Le calage des excentriques est fait de telle sorte que les deux fourreaux intérieur et extérieur prennent successivement les diverses positions des ligures 39-42 pour les quatre périodes du cycle.
  - Les fuites de gaz ne sont pas à craindre, comme on pourrait le croire ; les surfaces glissantes sont revêtues dune couche d’huile qui subsiste, grâce au mouvement des fourreaux et à la présence de la chemise d’eau. Le segment inférieur de la culasse contribue à assurer la compression. L'usure rapide des fourreaux est évitée parle frottement de fonte contre fonte et le graissage abondant assuré par des rainures hélicoïdales.
  - Ce-moteur offre l’avantage d’un fonctionnement absolument silencieux et en même temps très doux. Sa souplesse est aussi à signaler, elle est due à la forme hémisphérique de la chambre d’explosion assurant le minimum de surface de parois refroidissantes, à l’absence de cavités où pourraient se réfugier les gaz brûlés, à l’entrée et à la sortie directe des gaz. En outre, la simplicité du système est une garantie de fonctionnement régulier en ne laissant place à aucune éventualité de dérangement.
  - A noter le mode de graissage des « Daimler 1910 » établi pour qu’un excès d’huile ne unisse subsister, et par suite, faire fumer le moteur. Une
  - 39-40.
  - 41-42.
  - Fig. 38.
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- - Si
  - MECANIQUE
  - profonds ne pouvant, contenir qii’uneqnanlité d’huile déterminée. « Quand l'arbre-manivelle tourne, les écopes disposées aux extrémités font; jaillir l’huile hors des augets (placés en dessous de chaque arbre de commande) sur les coussinets et les pistons. L’huile en excès est ensuite drainée vers le réservoir inférieur à travers un filtre métallique. »
  - 51. Moteur duplex Boudréaux-Verdet. — Dans les moteurs précé-* dents dits simplex, le piston ne
  - reçoit qu’une fois l’action des gaz brûlés durant les quatre temps du cycle; en le soumettant deux fois à faction de ces gaz pendant un double tour du vilebrequin, on obtient le moteur duplex. Nous décrirons sommairement le bi-duple.r lîoudreaux-Verdel qui, monté sur la vedette d'escadre Jacque-line-Ill, a donné des résultats mer-veilleu';.
  - Il est formé par deux moteurs duplex accolés. Chaque moteur comporte un cylindre dans lequel se meut un piston à deux étages. Les deux cylindrées, l’une cylindrique, l’autre annulaire, ont même volume. L’allumage dans les deux chambres d’explosion est provoqué par deux couples de bougies diamétralement opposées pour permettre une inflammation rapide de tout le mélange carburé.
  - Les explosions se produisent pour chaque chambre à intervalles égaux de telle sorte que les actions motrices sur les deux étages du piston, également espacées, régularisent le couple moteur. Le monocyiindrique duplex équivaut donc à un bicylin-drique simplex et le bi-duplex à un quatre cylindres simplex. L’encombrement du duplex est moindre, sa construction est simplifiée, son rendement par suite est meilleur, le des organes étant plus les quatre d’échappement sur quatre leviers action-dé marteaux démontables
  - Fig. 43. -d’un moteur
  - Coupe verticale Uoudréaux-Verdct par l'un des cylindres.
  - C,
  - A, arbre moteur; — C, arbre transversal de demi-vil esse ; — l>, plateau supportant les leviers ; — E, F, roues hélicoïdales de commandes ;— I,.), leviers de manumvre des soupapes; -K, L, axes des leviers ; — O, O, galets des leviers ; — P, Q, tiges de commande ; — U, It, guide des tiges de soupapes ; — S, marteau démontable de soupape ; — U, une des soupapes de la chambre annulaire; — V, une des soupapes de la chambre cylindrique.
  - nombre
  - petit. Les quatre soupapes d’admission et sont commandées par quatre cames agissant nant ouatre titres, portant chacune une paire
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  - Notons aussi la tôle de bielle à roulement à billes diminuant le frolte-nent, les chances de grippage, facilitant le passage des-points morts.
  - D’après Lavcrgne, voici les avantages de ces moteurs sur les moteurs >rdinaires :
  - 1° Consommation d’essence réduite de 10 â 30 0/0;
  - 2° Encombrement inférieur de 50 0/0;
  - 3° Poids inférieur de 40 0/0;
  - 4° Grande facilité d’entretien et longue durée de fonctionnement;
  - 5" Prix de revient réduit de 40 0/0.
  - C’est pourquoi c’est un excellent moteur marin luttant avantageusement ivec des moteurs légers dont nous parlerons en aéronautique.
  - 52. Puissance d’an moteur. — Elle dépend :
  - 1" De la cylindrée : volume de gaz tonnant absorbé par le moteur à chaque cycle ;
  - 2° Du pouvoir calorifique de l’essence et du rendement thermique du moteur;
  - 3" Du nombre de cylindres du moteur et détours par minute.
  - La cylindrée est le volume engendré par le piston, soit
  - d:d , >
  - d étant
  - l’alésage : 90 à 120""", l la course : 100 à 160'"™. Ringelmann admet que, pour brfiler L d’essence, il faut 1(>',3 d’air, ce qui dégage 11 calories correspondant, à 425k"'" x il = 4.(nSk8"'. En supposant au moteur un rendement thermique de 15 0/0, la consommation de l6 d’essence engendre un travail de
  - 4.675I~*"‘X 15 100
  - 715k«m.
  - Si le moteur fait n tours par minute pour chaque cylindre, le nombre d’explosions est théoriquement; réduisons-le pratiquement à
  - 1 ü Jl
  - Le poids d’essence consommée par seconde est alors —— x —, X V,
  - 1 D, O i O. )
  - Y étant le volume en litres de la cylindrée. La puissance en chevaux du moteur par cylindre est :
  - 715 x n X V 16,3 X 135 X 75
  - 0,00340^n,
  - d et l étant exprimés en décimètres, ou 3,4 d*ln en exprimant ces deux longueurs en mètres.
  - Witz suppose que la pression moyenne est de 4k",25 par centimètre carré le travail par seconde est alors :
  - 4k«"’,25 X
  - izd'1
  - 4
  - X l X
  - n
  - 135’
  - la puissance en IIP est donc :
  - 4,25 x 3,14 4 x 135 X 75
  - d'Hn = 0,000329 d-ln,
  - l étant exprimé en mètres et d en centimètres; si on exprime don mètre
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- - 86 MÉCÀNIÇjÜË
  - également, la puissance indiquée est : 3,29dHn. En admettant un rende ment organique de 0,85, la puissance utile tombe à :
  - 3,29 X 0,85-rfâfn = 2,8cVHn.
  - 11 y a d’autres formules approchées telles que celle-ci :
  - Puissance = 0,071V2 \/7.
  - Toutes ces formules ne sont qu'approchées, car le rendement thermique varie avec des moteurs de construction identique et de consommation semblable, il est de plus fonction de la longueur et de la course du piston. 11 est le nfeilieur, d’après Brasier, pour de grandes courses voisines de 180""“.
  - XII. — Allumage
  - L’allumage ou inflammation de l’air carburé après sa compression préalable peut être opéré soit par l’incandescence, soit par l’étincelle électrique.
  - 53. Allumage par incandescence. — L’essence pénètre sous pression dans des brûleurs analogues au Longue-
  - marre de la figure M et porte au rouge blanc le tube de platine ou de nickel T fixé dans la culasse du moteur. Pendant l’échappèment, une partie des gaz brûlés reste à l’intérieur du tube ; lors de la compression, ces gaz sont d’abord refoulés, puis les gaz frais pénètrent dans le tube et, se trouvant en contact avec sa partie incandescente, à la fin de la compression, s’enflamment alors et propagent l’explosion à tout le mélange tonnant. Pour allumer le brûleur, amorcer en ouvrant la zis pointeau V et enflammer de l’alcool versé dans la cuvette G. L’allumage par incandescence est régulier, mais par contre
  - l- Air
  - Essence
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  - il ne permet pas de profiler dès avantages dè l’avance à rallumage etil peut èlve,dangereux an occasionnant l’incendie du moteur par l'inflammation de l’essence. Ainsi est-il peu employé.
  - 54. Allumage électrique. — Principe. — Des piles, des accumulateurs, une dynamo ou une magnéto produisent un courant à basse tension dit primaire. Le faible voltage (2 à 12 volts) de ce courant ne peut produire une étincelle assez chaude pour allumer l’air carburé. On envoie le courant dans un transformateur (bobine de Ruhmkorf) qui, l’interrompant très souvent au moyen d’un rupteur, donne naissance à un courant de haute tension dit secondaire, susceptible de produire l’explosion.
  - Un appareil appelé distributeur, placé sur ce circuit, fait jaillir l’étincelle entre les pointes d’une bougie successivement pour chacun des cylindres. Enfin un commutateur sert à couper ou à établir l’allumage.
  - 55. Accumulateurs. — L’allumage par accumulateurs seuls présente l’inconvénient de faire recharger les accumulateurs après cent heures de marche environ, opération délicate et longue qui n’est pas partout facile. Pour obvier à cet inconvénient, on leur adjoint, pour les recharger, une dynamo montée en dérivation sur le circuit des accumulateurs et actionnée par friction sur le volant du moteur. L’encombrement des accumulateurs s’associant à l’inconvénient précité, on leur préfère la magnéto pour l'allumage.
  - 56. Magnéto et bougies. — Ce système se compose de :
  - 1° La magnéto, produisant le courant pHmaire. de faible tension (12 volts environ);
  - 2° La bobine d’induction ou transformateur, transformant le courant précédent en un courant de haute tension (15.000 a 20.000 volts);
  - 3° Le distributeur;
  - 4° La bougie.
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  - MECANIQUE
  - La magnéto est constituée par un aimant en acier doux en forme de fer à cheval, qui crée un champ magnétique dans lequel tourne un induit. Dans le fil de celui-ci se développe un courant alternatif à basse tension, que l’on recueille à l’aide de deux balais ou d’un seul en reliant l’une des extrémités du fil à la masse. En langage de mécanicien, relier à la masse, c’est fermer le courant au moyen de la masse métallique du moteur, on supprime ainsi les fils de retour.
  - L’interrupteur I {fuj. 46) comprend deux vis platinées T(,T2 dont l’une mobile, T(, abandonne le contact au passage d’une came montée généralement sur l'arbre de la magnéto.
  - Le plus souvent, le primaire de la bobine est constitué par l’induit de la magnéto et le secondaire formé par un fil très fin et très long entoure le primaire de fil gros et court.
  - Le distributeur D est monté sur un arbre de demi-vitesse du moteur. Le courant secondaire y arrive par un balai en charbon t qui est maintenu par un ressort en contact avec un collecteur r, qui porte une pièce de cuivre isolée dans un disque de fibre. Quatre doigts en acier dt, (L>, d3, dA s’appuient sur le disque; comme ils sont reliés chacun aune bougie des quatre cylindres, le circuit secondaire se ferme successivement sur chaque bougie et produit quatre éLincelles successives, pour deux tours du moteur.
  - La bougie [fïg. 45) est formée d’une lige conductrice métallique T isolée par une douille de porcelaine ou de mica A
  - Fig. 45.
  - disposée dans une monture métallique M vissée dans la culasse du moteur G. L’étincelle jaillit entre l’extrémité de la tige recourbée et pointue, comme sur la figure, et une autre pointe
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  - de la monture distante de un demi-millimètre environ. Le courant venant du til suit la tige, la monture et se ferme par la culasse et la masse du moteur. 11 existe de nombreuses variétés de bougies, les pointes de l’armature métallique peuvent être multiples, la tige conductrice peut être terminée par un disque à facettes dont les arêtes sont très proches du cylindre de la monture (un demi-millimètre).
  - 57. Connexion «les fils pom* l'allumage par magnéto à balai (fig. 46). — Le commutateur présente cinq
  - Commutateur
  - Accumulateur
  - en piles sèches
  - 0-4-•
  - Fig. 46.
  - plots isolés P, a, Ma, Mè, Ar. Sur ceux-ci se déplace un levier conducteur égal au diamètre intérieur du commutateur capable de relier Ma et MA Quand le levier occupe la position Ma, a, Mè, le courant primaire suit le chemin A, Ma, Mè, IL, B, et se ferme à la masse, si les deux vis platinées du trembleur T, et T2 ne sont pas en contact. Si elles sont en contact, il
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  - prendra de préférence le chemin A, Ma, a, Ar, T2, Tj se fermant à la masse, parce que ce circuit offre bien moins de résistance que le précédent, il ne passera pas dans la bobine.
  - Pour couper l’allumage, placer le levier sur le plot A r, qui met le courant primaire en court-circuit.
  - Si la magnéto vient à s’arrêter, glisser le levier sur le plot P qui met en service une batterie de piles sèches ou d’accumulateurs de secours.
  - 58. Magné!o Bosch. — Nous donnons {fig. 47) la coupe et la vue arrière d’une magnéto
  - longitudinale
  - à bougie
  - Plaque isolée.
  - Vis centrale du dispositif de rupture.
  - Contact isolé.
  - 4. Disque de rupture.
  - 5. Vis platinée longue.
  - 6. Ressort de rupture.
  - 7. Levier de rupture.
  - 8. Condensateur.
  - A Bague collectrice isolée. JO. Balai en charbon.
  - J J. Porte-balai.
  - Coupe longitudinale de la magnclo.
  - Huile
  - Echelle••
  - 1 a grandeur naturelle.
  - Barrette conductrice. Charbon de connexion. Porte-balai rotatif. Charbon du distributeur
  - 16. Plaque du distributeur.
  - J8. Fiche de prise de courant-79. Galet en fibre.
  - 2tt Levier d'avance.
  - 2J. Couvercle.
  - 22. Couvercle en ébonite.
  - 23. Etrier de serrage.
  - 2t. Ecrou pour fil de niasse
  - Fig. 47.
  - 25. Ressort de fixation du couvercle 2
  - 26. Couvercle isolé.
  - 27. Borne primaire.
  - 29. Vis platinée courte.
  - 3u. Vis d'arrêt du levier d'avance.
  - Bosch. Le dispositif de rupture est quelque peu différent de celui décrit plus haut. Le circuit primaire est fermé, puis ouvert par le levier de rupture 7, qui vient basculer deux fois par tour sur les galets en libre 19.
  - Le distributeur est aussi différent. Le courant secondaire
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  - est amené du charbon 10 de la magnéto, isolé par le porte-balai 11, par une barrette métallique 12, au charbon de connexion 13, puis au porte-balai rotatif 14 et au charbon frotteur radial 15. Ce balai vient successivement en contact avec quatre plots noyés et leur amène le courant à haute tension. Chaque plot est relié à une douille en laiton noyée dans la masse isolante; chaque douille reçoit une fiche 18 fixée à l'extrémité d’un câble de bougie.
  - 59. Allumage par magnéto tournante. — On utilise l’étincelle produite par un extra-courant de rupture d’une magnéto qui débite un courant de faible tension, 50 à 100 volts.
  - Le dispositif comprend :
  - 1° La magnéto, tournant à la môme vitesse que le moteur;
  - 2° L’inflammateur, vissé dans la culasse du cylindre entouré d’eau pour éviter son échauffement;
  - 3° Le rupteur, formé d’un culbuteur actionné par la came d’allumage et le poussoir et agissant sur la palette de l’inflam-mateur (rupteur Brasier).
  - 60. Avance rallumage. — L’étincelle n’enflamme pas instantanément tout le gaz emprisonné sous le piston, l’allumage se produit de proche en proche et exige un temps appréciable relativement à la durée de la montée du pislon, qui n’est que de 0*02 seconde eiiviron.il ya donc intérêt à avancer quelque peu l’allumage pour que l’explosion du gaz soit terminée au moment où le piston commence à redescendre, surtout pour les grandes vitesses.
  - On réalise pratiquement cette avance en déplaçant le rupteur par le pivotement de la plaque isolante le supportant et en décalant l’induit de la magnéto pour que M maximum de tension du courant se produise toujours lors de la rupture;
  - Sur les magnétos à haute tension, cette modification du moment d’ail mnage est moi ns nécessaire,l’avance est provoquée automatiquement par l’accélération de la vitesse produisant une élévation très notable de la tension.
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  - XIII. — Refroidissement du moteur
  - 61. Nécessité du refroidissement. — Les explosions se produisant dans le cylindre à des intervalles de temps très petits (0,10 à 0,05 seconde), la température variant entre 1.500 et 2.000°, il s’ensuit un éehauffement Considérable du cylindre qui entraînerait rapidement la décomposition des huiles de graissage et conséquemment le grippage du piston. Le's huiles ne résistent guère à une température supérieure à 300°, aussi laut-il rafraîchir le cylindre et la culasse.
  - On réalise ce refroidissement, soit :
  - 1° En garnissant le cylindre d’ailettes pour les faibles puissances ;
  - 2° Par une circulation d’eau autour du cylindre.
  - 62. Refroidissement par ailettes. — Pour les petits moteurs au-dessous de 5 IP, les ailettes, venues de fonte ou rapportées en cuivre plus conducteur que la fonte, entourent le haut du cylindre et la chambre d’explosion et exaltent le refroidissement par leur grande surface extérieure. Le déplacement du moteur produit le courant d'air suffisant pour refroidir les moteurs de motocyclettes [fig. 76). Sur les voitu-rettes, un petit ventilateur augmente le courant d'air.
  - 63. Refroidissement par circulation d’eau.— Le
  - cylindre et la culasse du moteur sont entourés d’une enveloppe ou chemise, dans laquelle l’eau arrivant par la tubulure inférieure s’échauffe, monte et sort par la tubulure supérieure.
  - Cette chemise est venue de fonte ou mieux rapportée comme dans le cylindre E. N. V. La paroi de l’enveloppe est en cuivre pur élcclrolytique, son épaisseur est faible, sa conductibilité haute, le pouvoir émissif du métal est élevé, aussi le refroidissement est-il rapide. La circulation d’eau est régulière et parfaite, nullement genée par les cloisons transversales inévitables dans les chemises coulées d’un seul jet avec les cylindres.
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  - La circulation d’eau csl ordinairement forcée ; Je système comprend alors les appareils suivants :
  - 1° Le réservoir ;
  - 2° La pompe centrifuge ou à engrenages ;
  - 3° Le radiateur ;
  - 4'1 Le manomètre.
  - Réservoir. — 11 est placé ordinairement à l’arrière et contient une assez grande quantité d’eau ; s’il est à l’avant, il contient moins d’eau et entoure le radiateur. Le radiateur nid d’abeilles sert de réservoir.
  - Pompe. — La pompe reçoit ordinairement, l’eau du réservoir et la refoule dans la chemise du moteur, mais elle peut être aussi placée entre le radiateur et le moteur ou le radiateur et le réservoir. Elle assure dans tous les cas la circulation dans le circuit fermé, quelle que soit la disposition adoptée.
  - La pompe à engrenages, ne pouvant tourner à plus de 500 tours, est commandée par l'arbre de demi-vitesse du moteur.
  - La pompe centrifuge est ordinairement actionnée par la friction de son volant à garniture de cuir sur celui du moteur. Elle peut aussi être entraînée par engrenages : un pignon denté en prise avec une roue commandée par l’arbre à cames par exemple.
  - Radiateur. — C’est le refroidisseur de l’eau chaude.
  - Il existe de nombreuses variétés de radiateurs.
  - Le radiateur à ailettes est constitué par un tube en serpentin garni d'ailettes pour exalter le refroidissement. Placé ordinairement en avant de la voiture, le mouvement de celle-ci engendre un courant d’air frais entre les ailettes et assure le refroidissement, qui peut être encore accéléré par l’adjonction d’un ventilateur.
  - Le radiateur nid d’abeilles {fig. 48) est formé par des bandes de laiton plissées à angle droit, couturées par des lils métalliques, et soudées.
  - Le radiateur est placé à l’avant, la caisse d’eau est derrière lui ; l’eau chaude arrive à la partie supérieure de la caisse, descend entre les deux lames de laiton A, B, dont l’intervalle
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  - 1res faible est uniforme; elle se refroidit sous l’action de l’air
  - frais affluant par les conduits alvéolaires C.
  - Dans le radiateur cloisonné {fig. 49), le réservoir qui l’entoure est divisé en deux parties par les cloisons E et F.
  - Les tubes à ailettes horizontaux réunissent les deux comparti-
  - Fig. 48,
  - Fig. 49.
  - ments. L’eau entre en A, sort en D, après avoir traversé les
  - tu b e s q ui I a r e f r o i d i s sen t.
  - Manomètre. — Tantôt à pression, tantôt à dépression, il permet de se rendre coinpLe de la circulation de l’eau pendant la marche.
  - Schéma de circulation d’eau.— La figure 50 représente un des circuits possibles pour la circulation de l’eau.
  - Fig. 50.
  - M, moteur ; — R, réservoir d’eau ; — A, radiateur; — C, chemise du moteur; — P, pompe centrifuge; — V, volant de friction commandant la pompe.
  - 64. Circulation par thermo-siphon. — Pour les petits moteurs ou les moteurs fixes, on peut supprimer la pompe, on applique le principe du thermo-siphon. On dispose
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  - le réservoir d’eau en charge par rapport à la culasse du moteur et onde relie à la chemise de celui-ci par des tuyaux de grosse section avec coudes de grand rayon.
  - Les couches chaudes d’eau de l’enveloppe montent, sont remplacées par celles du réservoir qui sont froides. On adopte un radiateur non formé de tubes coudés qui offrent une trop grande résistance au passage de l’eau.
  - Fig. 51. —'Schéma du dispositif de refroidissement sans pompe,
  - par thermo-siphon, employé sur les voitures Renault.
  - A, sens de la circulation d’air; — B, bouchon de réservoir d'eau. — G, capot ; — D, raccord de retour d'eau ; — E, F, tubulures de sortie d’eau hors des cylindres ;
  - — O, tuyau amenant aux cylindres l’eau refroidie ; — J, J, tuyaux refroidisseurs ;
  - — K, K, collecteur inférieur du radiateur ; — M, tuyau de trop-plein ; — N, tôle enfermant le dessous du moteur et du volant-ventilateur ; — O, P, entrées de l’eau dans les groupes de cylindres ; — R, collecteur supérieur du radiateur ;
  - Y, volant-ventilateur.
  - Dans les deux cas de circulation d’eau en circuit fermé, e’esi toujours la meme eau qui est. utilisée ; les perles proviennent des fuites des raccords de tuyauterie ou de l’évaporation et sont très légères.
  - Pour éviter la congélation de l’eau, l’hiver, on y mélange 30 0/0 de glycérine, on prévient ainsi la rupture des conduites ou des chemises.
  - 65. Mise en marche du moteur. — Elle peut se faire au moyen d’une manivelle de lancement ou automatiquement.
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  - MÉCANIQUE
  - a) Mise en marche à la main. — Après avoir constaté que les réservoirs d’essenee, d’eau et d’huile sont remplis, tourner le robinet mettant en communication le réservoir d’essence avec le carburateur, pousser la manivelle de lancement, de telle sorte que la noix à dent que porte son arbre soit en prise avec, les dents de la noix antagoniste clavetôe sur le vilebrequin et tourner rapidement la manivelle.
  - Sitôt les premières explosions produites,lâcher la manivelle, qui, poussée par son ressort, revienL occuper sa position de repos primitive.
  - En cas de difficultés, introduire de l’essence par le robinet de compression, ou appuyer sur le poussoir du carburateur, (pii, pressant le flotteur, fait déborder l’essence. Un décompresseur, levier maintenant soulevée la soupape d’échappement, facilite la mise en marche.
  - b) Mise en marche automatique. — Nous étudierons à titre d'exemple, le système de mise en marche automatique à air comprimé des voilures Renault.
  - Principe. — Quand le piston se trouve au temps d’allumage, on envoie dans les cylindres de l’air comprimé qui pousse le piston en se détendant.
  - Le système comprend : un compresseur, un robinet de distribution, une bouteille et un distributeur.
  - Le compresseur d’air 1 fournissant l’air comprimé se compose d’une culasse portant le clapet d’aspiration et celui de refoulement cl d’un cylindre dans lequel se meut le piston actionné par une bielle et une. manivelle calée au bout de l’arbre à cames.
  - L’air comprimé est envoyé dans la bouteille 11, fixée le long du longeron du châssis, en passant, par le robinet de distri billion 19. Quand la pression dans la bouteille est assez élevée (20kfer environ), une membrane repoussée par l’air s’appuie sur le clapet d’aspiration et le maintient constamment ouvert : le compresseur marche alors à vide sans absorber de puissance.
  - Pour la mise en marche, on appuie sur un levier 11, qui ouvre le clapet 12 permettant à l’air comprimé d’arriver au distributeur 9. Celui-ci comprend: 1° une chambre cylindrique
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- - AUTOMOBILE
  - 97
  - communiquant par des conduits avec chacun des cylindres ; 2° un tambour lournanl à l'inférieur, mû par un arbre à cardan
  - !: J*)
  - portant un pignon hélicoïdal commainlé par l’arbre à came fileté. Les fenêtres du tambour démasquent la conduite d cylindre au moment de l’explosion; l’air comprimé pénètr
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- - 98 MÉCANIQUE
  - dans le cylindre après avoir repoussé un clapet 8 qui l’obture en temps normal.
  - Un dispositif permet de gonllerles pneus avec l’air comprimé de la bouteille.
  - 66. Recherches à faire en cas d’arrêt ou de mauvais fonctionnement, du moteur, d’après Clément:
  - i.
  - (lu côté do la
  - compression
  - 3.
  - 4.
  - Vis de butoir mal réglées.
  - Soupapes encrassées et ne fermant plus. Ressorts de soupape trop mous. Clavettes de soupapes cassées. Segments gommés.
  - — cassés.
  - Si le moteur part difficilement ou mar- j che mal. La \ cause peut être :
  - du côté du
  - carburateur
  - du côté de
  - l'allumage
  - par
  - l magnéto. \ Voir
  - Si le moteur cogne. Le bruit peut être produit par :
  - Si le moteur chauffe. Vérifier les points suivants :
  - 2.
  - 3.
  - 4.
  - 5.
  - 6.
  - 7.
  - Piston fendu Cylindre fendu.
  - Robinet d’essence fermé.
  - Filtre obstrué.
  - Corps étranger dans les tuyaux.
  - Ressort de prise d'air cassé ou perdu. Gicleur bourbe.
  - Fuite à la pipç.d’admission.
  - Pas de trou dans le bouchon du réservoir. Eau dans l'essence.
  - Bougies sales ou mal réglées (pointes trop écartées).
  - Rupteur mécanique resté levé.
  - Vis platinées mal réglées.
  - Prises de courant sautées.
  - F'ils de bougies intervertis.
  - Fils de masse dénudé.
  - Interrupteur défectueux.
  - Allumage déréglé (trop d’avance). Mauvaises bougies (restent incandescentes).
  - Pistons couverts de coke (les gratter). Mauvaise carburation.
  - Le moteur qui chauffe.
  - Jeu dans les bielles.
  - Carburateur déréglé (trop d’essence). Allumage déréglé (trop de retard).
  - Pot d’échappement bouché.
  - Mauvais réglage.
  - Gouttes d’étain provenant du radiateur obstruant un lubc de circuit d’eau. Rotules en caouLchouc obstruant les orifices d’eau.
  - La turbine tourne folle sur son arbre. Arbre de turbine de la «Amn»
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- - le moteur fume :
  - AUTOMOBILE 99
  - / La fumée blanche indique un excès d'huile, J purger le carter ou graisser moins.
  - 1 Si la fumée est noire, c'est qu'il y a excès \ d’essence. Vérifier le carburateur.
  - XIV. — Transmission du mouvement du moteur aux roues motrices d’une automobile
  - 67. La liaison du moteur aveu; les roues mol rires arrière de voilure se lait de diverses manières. Elle comprend loujours
  - s organes suivants :
  - 1° L’embrayage, dispositif qui permet d’isolcr momenlané-ent le moteur des autres organes pour le laisser tourner à de, le inet Ire en marche, ou qui assure la solidarité du mo-•ur avec, l’arbre du changement de vitesse ;
  - 2° Le changement de vitesse, dont le but est d'oblenir des fesses variables en laissant tourner le moteur à sa vitesse de igime pour laquelle son rendement est maximum.
  - Sa nécessité est moins absolue, mainlenanl que l’emploi de irburateurs automatiques assure un excellent rendement mr toutes les allures du moteur;
  - 3° La transmission flexible par chaîne ou cardan, qui com-unique le mouvement démultiplié du moteur aux roues •rière, lout en permettant une légère déviation des axes des •lires des divers organes ;
  - 4° Le différentiel, qui, comme nous l’avons déjà vu, permet ix roues de rouler sans glissement dans les virages ;
  - 5U L’essieu arrière, sur lequel sont calées les roues motrices.
  - 68. Embrayage.— Qualités d’un embrayage. — Un lion ipareil d’embrayage doit satisfaire aux conditions suivantes: 1° Etre progressif pour assurer un changement de vitesse ms chocs ;
  - t2° Etre puissant pour que renlraînement ait lieu sans glis-anent une fois l’embrayage produit ;
  - 3° Déterminer un débrayage complet et instantané.
  - On lient ramener les embrayages actuellement employés à
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  - a) L’embrayage à cônes ;
  - b) L’embrayage métallique à disques.
  - Embrayage à cônes. — Sur le plateau de l’arbre du moteur est boulonné le volant V présentant une cuvette à bords coniques constituant le _cône femelle, dans lequel vient se loger le cône mâle C en aluminium garni de cuir pour rendre l'entraînement progressif. Un ressort à boudin R maintient le cône mâle dans le cône femelle qui l’entraîne. Il y a alors embrayage. Le débrayage s’obtient en comprimant le ressort par l’inlermédiaire d’une fourchette de débrayage D.
  - Fig. 53.
  - On peut augmenter quelque peu la progressivité en disposant sous le cuir des ressorts-poussoirs.
  - On reproche à ce mode d’embrayage de n'élre pas assez progressif; on lui préfère maintenant le suivant.
  - Embrayage métallique. — La figure 54 représente un embrayage à disques utilisé sur les voitures de tourisme de Die-trich. Il fonctionne dans une cuvette étanche A fixée au volant et remplie d’huile. A l’intérieur se trouve un tambour cylindrique D boulonné sur une embase de l’arbre d’embrayage C. La cuvette et le tambour concentriques portent des clavettes B
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  - lOi
  - el E auxquelles soûl accrochés des disques ou rondelles placés en Ire les deux cylindres. Les disques F en acier accrochés aux clavell.es de la cuve lie soûl, solidaires du volant, les disques (1 accrochés au tambour sont solidaires de l’arbre G commandé.
  - Ces disques étant alternés, si on les presse les uns contre les autres, chaque disque en acier tend à entraîner son voisin en bronze ; une fois serrés .fortement, la solidarité des disques est complète et, par suite, celle de l'arbre d'embrayage et du volant.
  - Fig. 1)4.
  - Les disques sont serrés entre la butée H fixée au tambour et le plateau I, qui reçoit la poussée du ressort d’embrayage J prenant appui sur son écrou de réglage K vissé sur l’arbre C. La pédale de débrayage M agit par l’intermédiaire delà coquille O sur le plateau de serrage des disques, qui, en se retirant, permet aux disques de s’écarter légèrement les uns des autres, grâce aux griffes spéciales R dont ils soûl munis, et l’entraînement cesse.
  - Ce genre d’accouplement est à la lois progressif, ce qui assure une grande douceur au démarrage, et puissant.
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- - 102
  - MECANIQUE
  - 69. Changements de vitesse et de marche. — Lt
  - changement de vitesses s’oblienL ordinairement par engrenages. On peut ramener les mécanismes employés à deux types : a) Le type à train baladeur ; h) Le lype à griffes.
  - Changement de vitesse par train baladeur. — On le rencontre sur la majorité des voilures. La ligure 55 représente un de ceE changements avec prise directe en quatrième vitesse. L’at-laque directe à la grande vitesse que l'on réalise sur toutes les voitures modernes, évitant l’emploi d’engrenage intermédiaire, assure un meilleur rendement.
  - Fio. 55
  - Sur la portée carrée de l’arbre principal A, relié par l'embrayage au moteur, peut coulisser un [train baladeur L de trois engrenages A,, A2, A:i, actionné par la fourchette F. Sur le même arbre est monté fou l’engrenage conique C qui attaque le différentiel M. Cet engrenage est solidaire d’un double engrenage cylindrique à denture extérieure I)2 et. inférieure E.
  - Un arbre secondaire ou intermédiaire B porte trois engrenages calés Bn B2, B.j et un engrenage D, pourvu d’une douille ajustée à frottement doux sur une clavette de B et commandée par la fourchette IL
  - Pour utiliser les trois premières vitesses, déplacer le Lrain
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- - AUTOMOBILE
  - 103
  - baladeur pour mettre en prise A, et B(, A2 et B2 ou A;t et B:t; l’engrenage D, transmet la rotation réduite de P» à l’engrenage D, par suite au pignon G et au différentiel.
  - Pour obtenir la quatrième vitesse, on pousse A2 dans l’engrenage intérieur E solidaire du pignon G. On empêche l’arbre intermédiaire de tourner en actionnant la fourchette 11, qui pousse la roue 1), dans le logement K de la boîte.
  - Le train baladeur est un organe robuste dont la manœuvre est facile. On atténue le choc des dents en pratiquant à l’extrémité de celles-ci des arrondis ou entrées h l’aide de machines spéciales.
  - Changement de vitesse à griffes. — 11 est simple comme le précédent. Sur l’arbre principal A sont clavelées quatre roues 1, 2, 3, 4, <jiii sont constamment, en prise avec quatre' engrenages P, 2',
  - 3', 4', montés fous sur l’arbre intermédiaire B commandant b' différentiel par le pignon conique G.
  - Ges engrenages sont rendus solidaires de l’arbre B séparément au moyen de deux manchons à griffes M, M' ajustés à frottement doux sur des clavettes de B pour glisser dessus et dont les griffes (i pénètrent dans les encoches E des roues.
  - J,a vitesse dépend des couples d’engrenages embrayés. Sur la figure, le couple 4, G donne la plus petite vitesse (marche arrière) ; le couple 2, 2', la deuxième vitesse ; le couple 3, 3', la troisième vitesse ; le couple -4, 4', la plus grande vi fesse..
  - Ees engrenages étant toujours eu prise, l'inconvénient du système précédent disparaît; mais les roues tournant continuellement sur leurs douilles les usent rapidement.
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  - MÉCANIQUE
  - Généralement, on combine les deux systèmes par train baladeur et embrayage à grilles.
  - L’attaque de la quatrième vitesse se l'ait directement par grilles. La commande des engrenages se l'ait aussi souvent par came remplaçant les fourchettes. Des systèmes de verrouillages divers empêchent les déplacements gênanls des leviers (kv commande de se produire.
  - Pour éviter les chocs, il faut toujours débrayer avant de changer de vitesse.
  - Changement de marche. — Le marche arrière est produite soit :
  - 1° Par l’interposition d’un arbre intermédiaire entre 1’arbre principal A et l’arbre secondaire B, portant un engrenage I {fig. 56)ou un train de deux engrenages [fig. 55);
  - 2° Par une double roue d’angle montée sur le différentiel : on amène l’une ou l’auLre des roues en [irise avec le pignon conique de l’arbre secondaire, ce qui fait tourner la boite du différentiel et, par suite, les roues arrière dans un sens ou dans l’autre.
  - A signaler le transformateur de vitesse à galet et plateau de friction des voiturettes S. G. A. R. 1910.
  - H comprend essentiellement :
  - 1° Un galet moteur dont l’arbre ù quadruple clavette est commandé directement par le moteur, sans interposition d’embrayage, par l’intermédiaire d’un joint à la Cardan.
  - 2° Un plateau récepteur en acier, placé horizontalement, au-dessus des longerons du châssis. Il commande un pignon d’angle à axe vertical qui actionne deux couronnes d’angle, placées de part et d’autre de son axe et tournant de par ce fait en sens inverse l’une de l’autre. « Ces deux couronnes sont montées folles sur l’arbre du pignon de chaîne, mais peuvent cependant en être rendues solidaires alternativement, par l’inter-médiaires d’une double grillé, clavetée sur l’arbre et coulissant sur ce dernier. » La manœuvre de celte grillé donne à volonté la marche AT ou Æ. Les vitesses peuvent varier à l’infini entre les deux vitesses limites données par les deux positions extrêmes du galet par rapport au centre du plateau (voir 1er volume).
  - 70. Transmission flexible. — Pour pcrmcllre de légères déformations du châssis, on relie par une transmission llexible l’arbre du changement de vitesse aux roues arrière.
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  - L emploi de courroies est abandonné.
  - On utilise maintenant :
  - 1° La transmission par chaînes pour les voitures puissantes (decourse ou camions) ;
  - 2° La transmission par cardan pour les voilures de ville ou
  - de tourisme.
  - Transmission par chaînes. -gement de vitesse attaque par pignon conique le différentiel monté sur les deux tronçons de l’arbre transverse. Aux extrémités de celui-ci sont calés les pignons de chaîne, sur lesquels passent les chaînes transmettant le mouvement aux couronnes dentées des roues arrière.
  - On.conçoit<pie la flexibilité de la transmission est bien réalisée, mais les chaînes ne devant être ni trop tendues (résistance inutile à vaincre), ni trop lâches (abandon de la roue), exigent de fréquents
  - L’arbre secondaire du clnm-
  - réglages.
  - La ligure 57 représente un montage de pignon de chaîne. Celui-ci, en acier ajouré A, est boulonné sur le moyeu B, ce qui permet le changement de denture, en montagne par exemple. Le roulement à billes du palier F est reporté dans l’axe du pignon, axe de traction de la chaîne. Le tendeur II avec sa douille de réglage 1 est attaché au collier J.
  - Transmission par cardan. — L’articulation de Cardan permet de réunir deux arbres dont les axes concourants font un angle a < 45°. En principe, ce joint est formé (/?//. 58) d'un croisillon à deux branches perpendiculaires, portant à leurs extrémités des tourillons à embases embrassés par deux fourches calées sur les deux arbres ou portions d’arbre à con-
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  - MÉCANIQUE
  - nexer. Quel que soil l'angle variable a, un leur de l’arbre moteur A détermine un tour de l’arbre B.
  - Pendant cette révolution, la vitesse de B n’est pas tout à tait la même que celle de A :
  - Vu = Va COS a ;
  - mais, a étant très petit dans le cas des voitures automobiles, cos a est voisin de 1 et VA de Vu.
  - L’arbre secondaire du changement de vitesse est relié à celui du tronçon portant le pignon d’attaque du différentiel par un joint à la Cardan.
  - Celui-ci perd cire réalisé pratiquement par deux boulons faisant fonction de branches à tourillons du croisillon.
  - La figure 59 représente le joint à la Cardan des voitures E. N. V. combiné pour que les axes des fourches ne travaillent pas dans les conditions défectueuses de la torsion.
  - c
  - Fig. 59.
  - Les fourchet tes d’entraînement B et E, terminant les arbres moteur A et commandé D, sont semi-circulaires à section méplate. Disposéesdans des plans perpendiculaires pour le montage, elles s’engagent dans des rainures périphériques d’une noix centrale C sphérique. Le cardan monté ayant la forme extérieure d’une sphère est enfermé dans un carter rempli d’huile assurant le graissage.
  - Comme les chaînes, le cardan permet la déformation de l’ensemble des mécanismes.
  - On désigne sous le nom de pont arrière l’ensemble du différentiel, de l’essieu des roues et des freins montés dessus. 11 remplace le transverse des voitures à chaînes. Il est formé
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  - d’une boite en aluminium centrale reliée à deux cônes tubulaires en acier l'orné de faible épaisseur, mais d’une grande rigidité.
  - 71. Différentiel [fîg. 60). — (Déjà étudié en cinématique, tome II, n° 29.)
  - Fig. 60. — Différentiel de Dion-Bouton et son frein.
  - 1. Pignon du différentiel ; — 2. Arbre du pignon ; — 0. Cage des roulements à billes ;
  - — 4. Cuvelte mobile du roulement de butée; — 5. Cuvette tixc ; - (i. Rondelle entretoise des billes; — 7. Rondelle de réglage; — 8. Ressort de blocage des roulements; — 9. Bouchon de la cage des roulements à billes; — Kl. Retour d'huile; — il. Boite du différentiel. — 12. Couvercle de la boîte; — 18. Boulon de serrage du couvercle ; — 14. Couronne du différentiel ; — là- Boulon de fixation de la couronne ; — 16. Pignon satellite; -• 17. Douille du pignon satellite; — 18. Axe des satellites; — 19. Pignon d’entrainement des roues; — 20. Roulement à billes; — 21. Pièce de blocage du roulement. — 22. Douille du couvercle de la boîte du différentiel. — 23. Poulie de frein; — 24. Axe d'articulation des sabots;
  - — 25. Axe de commande ; — 26. Rondelle de butée ; — 27. Bagne d'arrêt de l’axe ;
  - — 28. Tète de cardan de l’accouplement ; — 29. Boulon de fixation de la poulie.
  - 72. Essieux. — 11 se font en fer à grain fin d'excellente qualité on en acier; un essieu est terminé par des fusées X sur lesquelles sont calés les moyeux (1 serrés parties écrous K. Sur le disque II du moyeu, on visse un chapeau en bronze L qui est rempli dégraissé consistante {fig. 01).
  - 73. Freins. — L’article 0 de la réglementation de la circulation automobile en France est ainsi conçu :
  - « Le véhicule devra être muni de deux systèmes de lrci-
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  - MÉCANIQUE
  - nages distincts, suffisamment efficaces, dont chacun sera capable de supprimer automatiquement l'action motrice du moteur ou de la maîtriser.
  - « L’un au moins de ces systèmes agira directement sur‘les roues ou sur des couronnes immédiatement solidaires de celles-ci et sera capable de caler instantanément les roues.
  - « L’un de ces systèmes ou un dispositif spécial permettra d’arrêter toute dérive en arrière. »
  - Pour avoir une sécurité absolue dans le freinage, il faut que les organes employés à cet effet soient robustes et puissants. Deux freins sont suffisants, l’un exigé sur les roues arrière {fig. 61 ), utilisé plus particulièrement pour les descentes, l’autre disposé généralement sur le différentiel pour les arrêts brusques. Avant de freiner, il est nécessaire de débrayer, sans quoi l’effort du frein serait insuffisant. Ces freins sont à pédale ou à main, ils peuvent être à simple ou double action, intérieurs ou extérieurs.
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  - La figure 62 représente un frein à mâchoires intérieures, à double action à came (Panhanl el Levas-sor), agissant pendant la marche avant et arrière.
  - Les deux mâchoires en fonte F sont reliées par Taxe G. Une came E, dont l’axe est monté sur un levier U, actionné par une corde de frein T, peut écarter les mâchoires en vainquant la résistance des ressorts de rappel R et, par suite, peut les appliquer sur le lambour : couronne de frein en acier boulonnée sur la roue arrière ou la roue de chaîne.
  - Fig. 63.
  - a, «, sabots ; m, manette 'Je réglage.
  - « Le frein sur différentiel (fîfj. 03) est combiné avec l’admission du moteur : quand on agit sur la pédale, elle ferme complètement l’admission avant que le frein n’entre enjeu. »
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- - MÉCANIQUE
  - HO
  - XV. — Organes de l’automobile assurant sa direction, son confort et supportant les mécanismes
  - Il nous reste à examiner, pour connaître tous les organes d’une automobile :
  - lu La direction, dispositif permettant d’assurer une marche en ligne droite ou un virage ;
  - 2° Les roues pneumatiques et la suspension à ressort, amortissant les chocs provoqués par les aspérités de la roule;
  - 3° Le châssis, sur lequel on fixe les divers mécanismes et la carrosserie.
  - 74. Direction. — Essieu avant directeur. — On entend par direction tous les organes permettant de changer la di-
  - rection de la voiture. Pour cela, il faut agir sur les roues de devant, qui sont les'roues directrices. Celles-ci sont montées sur
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  - ni
  - los moyeux à roulement, à billes de l’essieu (/?//. 64), dont les deux manivelles BG et CE sont réliées par la barre d’attelage EG. Sur Tune des l’usées verticales, celle de droite' C ordinairement (on braque alors à droite), la manivelle CE est double, porte un second bras CD articulé avec la bielle' 01) commandée par la direction proprement élite.
  - Secteur et vis sans fin. — Cette commande se fait ordinairement par secteur hélicoïdal et. vis sans fin. La vis en acie*r trempé est montée sur le tube <le direction actionné par le volant; elle est maintenue, sur la figure 6S représentant l’ensemble de la direction des voitures de Diclrich, par desbulées à billes N, réglables souvent par une simple vis de butée vissée dans le carter. En tournant, elle agit suide secteur denté F qui communique son mouvement au bras. II monté sur le môme arbre G. Le doigt à rotule H commande la barri' de direction.
  - Vis et écrou. — La commande peut se faire par vis et écrou pour les fortes voilures. La figure 66 en représente un type construit par la maison Malice! et Blin.
  - Lavis de commande A est filetée extérieurement et intérieurement; en tournant, elle fait descendre ou monter deux écrous B et C dont les extrémités inférieures agissent sur les galets E montés sur une pièce mobile D, support du levier de manœuvre. La calotte taraudée G permet le réglage, les boîtiers J, J' sont munis d’oreilles K, K' pour les relier au châssis.
  - D’autres fois l’écrou fileté agit sur une crémaillère extérieure qui commande un pignon portant le liras articulé à la barre de direction.
  - Tous ces systèmes de direction sont irréversibles, c’est-à-dire que le volant ne reçoit aucune action de la part des obstacles rencontrés fiai* les roues directrices.
  - Un système d’articulation spéciale à rotule avec amortisseur (/?//. 67) aux deux extrémités delà bielle évite également celte transmission des chocs.
  - 75. Itoues pneumatiques. —Les roues en bois fixées
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  - MECANIQUE
  - Fig. 65. — Ensemble de la direction.
  - A, volant de direction ;
  - 15, tube extérieur fixe ;
  - C, tube de direction ;
  - 1), arbre avec vis sans fin ;
  - K, fourrure rendant solidaire le tube de direction et l'arbre à vis sans fin ;
  - F, secteur denté ;
  - G, arbre portant le secteur ;
  - 11, bras à rotule fixé sur l'arbre G ;
  - K, conduit de graissage ;
  - N, butées à billes ;
  - O, écrous de réglage des butées ;
  - P, manette de commande du enrhum-
  - as, tube ;
  - b, vis et écrous :
  - c, manchon mobile à gorge ;
  - d, levier de commande de la variation
  - Q, manette de commande de la variatioi d’allumage ;
  - e, tube de commande de la variatioi d’allumage ;
  - f, vis et écrou ;
  - (/, manchon mobile à gorge ;
  - h, levier de commande de la variatioi d'allumage;
  - R, carter de la direction ;
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  - 113
  - sur lesessieuxonl leur jante en bois recouverte d’une jante en acier qui reçoit un pneu. L’emploi du pneumatique est indispensable. Sans lui les trépidations de la roule fatigueraient rapidement les mécanismes, et le confort de ce mode de locomotion 11e sérail pas possible.
  - Le pneumatique est un tube de caoutchouc rempli d’air comprimé de 2 à 6k” de pression; son diamètre varie de 50 à 150u*"'. On conçoit qu’un tel matelas d’air interposé entre la jante de la roue et le sol suspende le véhicule au-dessus des obstacles en enveloppant ceux-ci. « Le pneumatique boit l’obstacle », qui ne réagit pas sur la voiture.
  - Son élasticité merveilleuse supprime les vibrations. 11 présente encore un autre avantage. En se moulant sur la route, il a une adhérence énorme qui diminue les glissements. On peut encore augmenter cette adhérence en adoptant des bandages dits « antidérapants », tels que pneus en cuir, pneus ferrés, anneau à chaînettes, montés sur un pneumatique ordinaire (Parsons); 011 réduit ainsi les chances de dérapage au minimum.
  - Ce pneumaLique a aussi ses inconvénients.
  - D’abord il coûte assez cher et s’use assez rapidement, ensuite il est sujet à des éclatements et des crevaisons qui peuvent occasionner des chutes dangereuses, surtout dans les virages. Ajoutons cependant que de tels accidents sont rares et pourraient être évités en prenant quelques précautions.
  - La figure 68 représente la coupe de la valve d’un pneumat ique Michelin modèle voiture. La chambre à air Lest constituée par tin boudin K en toile caoutchoutée mince trouée au point d’attache delà valve. La chambre est protégée par l’enveloppe (J qui l’entoure et dont les bourrelets U s’accrochent sous la jante métallique Y.
  - L’enveloppe est recouverte vers le côté extérieur par un croissant de protection ou une semelle antidérapante.
  - La pression de l’air de la chambre E sur l’obus l’applique sur son siège, obturant ainsi parfaitement le conduit Y et rendant impossible tout dégonflage. Pour gonfler, 011 dévisse le capuchon S et le bouchon D, on adapte la pompe, qui, refou-
  - MKCANIQUE.
  - 8
  - T. III.
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- - 114 MÉCANIQUE
  - lant l’air dans le conduit Y, soulève l’olms, véritable clapet de
  - refoulement qui revient
  - Fig. 68.
  - E, chambre à air ; — K, boudin caoutchouc ; — Q, enveloppe ; — A, corps de valve ; —B, pièce centrale ; — C, écrou long ; — 1), chapeau ou bouchon ; — F, disque caoutchouc; — G, rondelle caoutchouc ; — II, écrou moleté ; — I. écrou plat ; — J, plaquette métallique ;
  - — L, aiguille de l’obus ; — M, rondelle métallique; — N, rondelle caoutchouc ;
  - — O, obus ou clapet ; — P, plaquette caoutchouc ; — R, rivet-gaine ; — S, capuchon ; — T, bague en cuir ; — U, bourrelet de l’enveloppe ; — Y, jante acier ; — Z, jante boi3 ; — V, conduit.
  - sur son siège pendant l'aspiration de la pompe, sous la pression de l’air comprimé de la chambre à air.
  - Les pneus amovibles se démontent et se remontent rapidement, ils sont accrochés à la jante métallique X, qui vient se loger entre le rebord d’une frette circulaire fixée sur la jante en bois J de la roue et les crochets des agrafes B boulonnées sur la môme jante.
  - Le dévissage des écrous E et une pression exercée sur un levier introduit entre la frette et la jante métallique suffit pour sortir les agrafes et la jante
  - amovible. Les pneus peuvent être jumelés, la roue est dite double.
  - Pour réduire l’usure, Michelin recommande de conserver le
  - i
  - pneu toujours suffisamment gonflé, de ne point faire usage de freins à patins ilôt tant directement sur le caoutchouc, de ne pas bloquer brusquement les roues arrière, qui, en patinant, abîment le pneu.
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- - AUTOMOBILE
  - 115
  - 76. Ressorts. — La suspension des voitures s’effectue au moyen de ressorts constitués par une longue lame dite « lame maîtresse », renforcée par plusieurs lames plus petites et maintenues par un collier.
  - Le plus souvent, les ressorts avant sont articulés par un boulon à l’extrémité des longerons et par une menotte mobile du châssis, à l’opposé.
  - Les ressorts arrière sont composés d’un grand ressort avec points d’attache à l’avant et une menotte mobile à l’arrière s’articulant avec un autre ressort formant crosse tixée sur mi patin du châssis, comme on le voit sur la ligure 70 représentant un châssis de voiture Renault.
  - Pour amortir les oscillations du ressort provoquées par ui cahot, on dispose sur le ressort un frein spécial basé sur h
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  - MÉCANIQUE
  - frottement (Truffaull) ou un frein à liquide (Houdaille); le châssis et les ressorts reviennent progressivement à leur position normale, la douceur de la suspension est ainsi grandement améliorée.
  - 77. Suspension de la voiturelle Itip. — Cette suspension tout à fait différente des autres esta signaler. Chaque roue est montée sur un moyeu à billes M tournant sur une fusée F solidaire d’un coulisseau C dont les douilles reposent sur deux tiges de guidage T. Celles-ci sont mobiles entre des galets à gorge Gel assurent, le déplacement vertical du moyeu. Ces tiges traversent le cadre constitué par deux traverses A, A'entreloi-sécs par les tubes E. Les deux cadres avant(/î^. 71 ) sont montés sur une chape 11 enacier forgé leur permettant de pivoter autour de leur axe vertical pour rendre possible la direction de la voiturelie.
  - Fig. 71.
  - Les cadres arrière font partie du châssis, auquel ils sont so-idement assemblés.
  - Sous chaque coulisseau est fixée une chaîne qui, passant ur un pignon de renvoi P, vient s’attacher à un ressort à
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  - boudin R, dont l’autre extrémité est reliée au milieu de la largeur du châssis.
  - Dans la roue arrière, le coulisseau est monté à billes sur la fusée recevant son mouvement du cardan par une roue motrice fixée sur lui au moyen d’un cône et d’une clavette.
  - Ce dispositif présente les avantages suivants :
  - 1° Les essieux étant supprimés, les roues sont indépendantes, l’une peut monter ou descendre sans intéresser l’autre, le balancement est supprimé;
  - 2° Les ressorts à lames disparaissant, leur hauteur gagnée permet d’abaisser le centre de gravité de la voiture et d’augmenter la stabilité, ce qui la rend inversable dans les virages;
  - j v
  - Fig. 12.
  - A, A', longerons en tôle emboutie ; — B, tube travers avant; — IV, traverse tôle emboutie; — C, cadres de suspension ; — D, bielle d’accouplement; — K, bielle de commande; — F, boite de direction; — 11, tube; — I, volant de direction ; — J, moteur; — K, carburateur; — L, magnéto; — M, radiateur; — N, réservoir d’essence; — O, silencieux; — P, cardan; — Q, boîte de vitesse; — R, différentiel ; — S, cardans transversaux ; — T, freins commandés par le flexible t et le levier U ; — V, frein commandé par la pédale X.
  - 3° Tous les organes étant suspendus, le poids de ceux-ci et en particulier du pont arrière ne provoque pas l’usure rapide des pneus ;
  - 4° La direction est assurée par un pignon et une crémaillère guidée dans toute sa longueur, commandant les cadres avant solidaires du châssis; on supprime ainsi les rotules ou
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- - 11 8 MÉCANIQUE
  - ressorts amortisseurs, la direction gagne en solidité et ne peut prendre de jeu.
  - La figure 72 représente le plan du châssis.
  - 78. Nature des châssis. — Le châssis proprement dit, sur lequel sont fixés les divers organes précédemment étudiés de la voiture, ne se fait plus en tube d'acier étiré comme autrefois. 11 est constitué ordinairement par l’assemblage de longerons et de traverses en tôle d’acier embouLie en forme d’U à la presse hydraulique, tels les châssis Unie de la figure 73.
  - kT'Iii;:!'1 r"|lHiHlm"»'
  - Fig. 73.
  - Ils sont rétrécis à l’avant d’autant plus que l’on veut permettre à la voilure de tourner dans un plus faible rayon, comme les automobiles de ville à grand braquage. Ils se relèvent à l'arrière pour laisser passage au pont arrière et permettre le jeu des ressorts de suspension.
  - La robustesse, la rigidité de ces châssis, leur ont valu la faveur des constructeurs.
  - On emploie encore des châssis entièrement faits en bois armés d’un tube d’acier qui assure la rigidité (châssis ENV) ; on amortit ainsi les trépidations.
  - Pour les gros camions, le châssis se construit en fer à U assemblés à leur extrémité par des cornières et des goussets.
  - 79. Emplacement des organes sur un châssis.
  - — La disposition des différents organes de la voiture sur le châssis est variable.
  - Dans la majorité des voitures acLuelles, le moteur vertical
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  - est placé à l’avant avec le radiateur, la boîte de vitesse au
  - milieu, et le mouvement est transmis aux roues par le différentiel, l’arbre transverse et les chaînes, ou par cardan et le pont arrière. L’ensemble de la voiture sans la carrosserie forme le châssis.
  - Le moteur est fixé soiL aux longerons du châssis par de forts goussets métalliques, soit à un berceau en tôle emboutie enlretoisant le châssis à l’avant.
  - Fig. 13 bis.
  - J______
  - La boîte des changements de vitesse et de marche est fixée sur les traverses par l’intermédiaire d’un faux châssis.
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- - 120 MÉCANIQUE
  - Le pont arrière doit pouvoir prendre tous les déplacements nécessités par les positions que peuvent occuper les roues par suite des fléchissements inégaux des ressorts sous l’action des obstacles de la route. On peut obtenir cette liberté d’action du pont arrière au moyen de deux biellettes de suspension Aà rotule reliant la traverse G du châssis à la fourche H du pont arrière, comme l’indique la figure 73 bis.
  - Nous donnons à titre d'exemple le châssis d’une voiture à chaîne de Dietrich {fig. 74) et celui d’une voiture à cardan Renault {fig. 70).
  - XVI. — Motocyclette
  - 80. La motocyclette est une bicyclette à moteur dont l’allure peut être par suite plus rapide que celle de la bicyclette ordinaire. Sa construction est identique, mais les divers éléments sont renforcés; on y ajoute le moteur et ses accessoires, analogues à ceux d’une voiture.
  - Nous allons en décrire une, avec quelques détails : la motocyclette légère 1910 Peugeot [fig. 75).
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  - ’t l VA
  - Fig. 75.
  - Le cadre esl"constitué par des tubes d’acier étiré raccordés entre eux et disposés de façon à assurer la parfaite rigidité de l’ensemble.
  - La solidité du cadre doit être à toute épreuve, car la rupture d’une fourche
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  - 121
  - ou d’un tube entraînerait une chute mortelle, vu la grande vitesse de la machine. Le tube de corps est cintré d’une seule pièce pour en augmenter la rigidité, il supporte le moteur.
  - La fourche avant est élastique pour amortir les cahots de la route : le pivot de direction est surmonté de quatre ressorts à boudin concentriques logés dans le fond du tube de direction faisant partie du cadre.
  - -O;—W
  - Fig. 76-17.
  - Le moteur (fig. 76) est à deux cylindres de oo""" d’alésage et 70ra,n decoursi faisant entre eux un angle de 45°. Il développe une puissance de2HP 1/2. 1 est placé verticalement à la partie inférieure du cadre pour abaisser le centn de gravité de la machine et augmenter par suite sa stabilité. Les deu: bielles 11, B' sont articulées au même tourillon T des deux plateaux-mani velles M jouant également le rôle de volant; les phases du cycle à quatri
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- - 122 MÉCANIQUE
  - temps pour chaque cylindre se produisent donc à 3/4 de tour d’intervalle, ce qui assure un fonctionnement plus régulier et plus doux qu’avec un moteur monocylindrique.
  - Les soupapes d’admission A sont automatiques, celles d’échappement E sont commandées par la même came C agissant sur des leviers L actionnant les poussoirs P*. Ceux-ci présentent une embase F sur laquelle peut agir un levier de décompression D, qui, maintenant la soupape d’échappement levée évite la compression des gaz s’opposant à la mise en marche du moteur. Les ailettes des cylindres II assurent leur refroidissement.
  - La magnéto fixée sur le moteur est commandée par plusieurs engrenages cylindriques mis en mouvement par l’arbre-vilebrequin O.
  - L’avance à l’allumage est inutile, par suite du réglage automatique du carburateur type Longuemarre fixé sur le moteur entre les deux cylindres Le réglage de la marche est obtenu par une manette commandant le carburateur.
  - Le réservoir en laiton nickelé, maintenu au cadre par trois brides, est divisé en deux compartiments : celui d’avant contient environ 1 litre d’huile, celui d’arrière 4 litres d’essence.
  - Sur la poulie à gorge G, calée à l’extrémité de l'arbre moteur, se place une courroie à section trapézoïdale qui transmet le mouvement à la jante-poulie arrière; un galet tendeur spécial assure l’entrainement.
  - Deux freins énergiques actionnés par des leviers fixés au guidon et agissant sur la jante-poulie permettent l’arrêt immédiat de la machine. Le levier de frein de gauche porte la manette du carburateur; celui de droite porte le levier de lève-soupape de décompression.
  - Dans beaucoup de motocyclettes, on rencontre encore l'allumage par piles ou accumulateurs, un moteur monocylindrique et des fourches avant non élastiques.
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- - AÉRONAUTIQUE
  - 81. Généralités. — C’est la science de la navigation aérienne.
  - Comme la locomotion aquatique, la navigation aérienne comporte la solution d’un double problème :
  - 1° Il faut maintenir l’appareil en équilibre au sein de l’atmosphère, c’est-à-dire réaliser sa sustentation;
  - 2° 11 faut pouvoir le déplacer et l’amener partout où l’on veut, c'est-à-dire être maître de sa direction.
  - Pour étudier avec fruit les modes de susl.enlal.ion et de-direction, il est nécessaire de posséder quelques notions sur la résistance de l’air, qui intervient dans la plupart des théories. C’est pourquoi nous examinerons successivement, dans notre étude succincte de l’aéronautique :
  - I. La résistance de Vair ;
  - II. Les modes de sustentation ;
  - III. La direction des navires aériens;
  - IV. Le groupe moto-propulseur : moteur et hélice, fournissant la puissance nécessaire à la direction des ballons, à la sustentation eL à la propulsion des aéroplanes;
  - V. Quelques types de dirigeables et d'aéroplanes.
  - XVII. — Résistance de l’air
  - L’étude de la résistance de l’air est d’une importance capi Laie en aéronautique. L’air joue, en effet, un triple rôle ei aviation :
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- - 124 MÉCANIQUE
  - a) Il doit 6Ire considéré comme un pçint d’appui pour les propulseurs tels que les hélices qui ne se déplacent que grâce à la résistance de l’air;
  - b) Il sert de support aux surfaces sustentatrices pour maintenir le navire en l’air ;
  - c) C’est un obstacle qui s’oppose à la progression du navire aérien; pour le réduire le plus possible, on recherche les formes les mieux appropriées aux carènes aériennes.
  - 82. Déplacement d’nn plan. — 1° Normalement à sa surface. — Dans ce cas, la résistance de l’air (pii s’oppose au déplacement du plan est :
  - 1° Normale au 'plan ;
  - 2° Appliquée au centre de figure ;
  - 3° Proportionnelle à sa surface S ;
  - 4° Proportionnelle au carré de sa vitesse Y de translation.
  - Celte résistance est alors donnée par la formule
  - H = KSV2.
  - ' Le coefficient Iv représente la résistance opposée au déplacement d’un plan de lm2 animé d’une vitesse de 1"‘; les expériences d’Eiffel ont donné pour K des valeurs variant de 0,071 à 0,085 pour une pression normale de 7(‘>0inm et une température de 15°, K variant, en effet, comme la densité de l'air. Dans lés calculs, nous prendrons K = 0,080.
  - 2° Obliquement à sa surface. — Soit le plan S se déplaçant dans le sens de la flèche f en faisant un angle i avec la direction du mouvement. Cet angle est nommé angle d’incidence ou angle d’attaque.
  - Le plan éprouve de la part de l’air choqué une réaction ou résistance au mouvement qui est :
  - 1° Normale au plan ;
  - 2° Appliquée au centre de pression différent du centre de figure;
  - 3° Proportionnelle au carré de la vitesse et à la densité du fluide;
  - 4° Dépendant de l'angle d'incidence;
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- - AÉRONAUTIQUE ' 125
  - 5° Dépendant de la forme et de l'étendue de la surface, de telle sorte que R = K'SV2, K7 variant dans des limites plus étendues que K.
  - Le centre de pression ou de résistance C se rapproche d'autant plus du bord le plus avancé que l'angle d'incidence dé-
  - 1
  - croit, jusqu à e slrouver à - de la longueur du plan quand i = U.
  - Jœsscl donne pour le déterminer sa distance d au bord antérieur par la formule :
  - d = (0,2 -|- 0,3 sin i) b,
  - que l’on peut construire graphiquement comme sur la ligure : porter AE — 0,3 AB sur une tôc. 18.
  - perpendiculaire à la direction
  - du mouvement, décrire sur AE comme diamètre une circonférence qui coupe AB en D, AD = AE sin AED = 0,3AB sin i, ajouter DG = 0,2AB.
  - L'inlluence de l’angle «l’attaque n’est pas proportionnelle au carré du sinus de cet angle, comme le croyait Newton ; elle se rapprocherait plutôt de la formule empirique du colonel Dnchemin :
  - __ 2 sin i
  - 1 1 -f- sin2i
  - Comme en aviation, on n’emploie guère que de petits angles, i est voisin de 6° pour lequel sin i — 0,01 ct/c^ 2 sin i environ, alors :
  - R = 2KSV2 sinù
  - La résistance n’est pas seulement proportionnelle ù la surface, elle dépend encore du rapport de sa longueur à sa largeur. Prenons, par exemple, un plan rectangulaire de lm Xom. Dans son déplacement longitudinal par son petit côté (ftg. 70), les filets d’air déplacés indiqués par les llôches sont rejetés
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- - 126
  - avant d’ A_L,.
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  - Fig. 79.
  - le plan aurons :
  - MECANIQUE
  - avoir réagi avec loule leur force sur le plan, tandis que dans le déplacement transversal par le bord le plus large [fîg. 80), la plupart des filets ne peuvenL s’échapper, ce qui leur permet de présenter au plan toute leur résistance.
  - On voit donc que la résislance augmente avec l’envergure.
  - Pour des plans très allongés dans le sens perpendiculaire au mouvement, M. Soreau admet la résistance 2,5 fois plus forte que pour carré. Avec un faible
  - ? l!i I l b 1 1 1 !
  - 1 \ i V N \ 1 \ \ i \ I > , i 1 | >- — ^
  - 1 > 1 : i II 1
  - Fig. 80.
  - angle d’attaque, nous
  - R = 5KSV2 sin i.
  - 83. Surfaces courbes inclinées. — Les ailes planes ne sont pas employées en aviation, elles sont légèrement concaves pour augmenter encore la résistance de l’air. Celle-ci varie avec l'angle d’incidence, la forme du profil et du bord d’aflaque.
  - La meilleure courbure serait celle dont la flèche est sensiblement le ^ de la corde sous-tendue, DE = Le centre
  - de pression C est à peu près au tiers de AB à partir du bord antérieur A pour des ailes d’aéroplanes.
  - Fi . 81.
  - 84. Carène. — On nomme ainsi le ballon proprement dit gonflé de gaz ou le corps de l’aéroplane. Quand un corps se déplace, la résislance qu’il éprouve de la part de l’air est proportionnelle à la section droite du cylindre d’air balayé. CetLe section dont le diamètre est maximum, est encore ce qu’on appelle la maîtresse section ou le maître couple. De telle sorte que, pour une carène de révolution dont la surface du maître couple
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- - AÉRONAUTIQUE
  - 127
  - est S = -y- et la vitesse (l’avancement V, la résistance opposée par l’air au déplacement serait :
  - R = KSV2.
  - 11 n’en est pas ainsi, à cause de la forme allongée de la carène: le corps fusiforme a une résistance plus faible que celle du plan mince. Il faut mulLiplier K par un coefficient de réduction r dépendant de l’allongement (l’allongement est le rapport de la longueur au diamètre de la maîtresse section).
  - Pour des corps fusiformes à méridien parabolique, ce coefficient r= 0,733 pour un allongement 2 (marche longitudinale), 0,433 pour le même allongement (marche transversale), 0,0321 pour un allongement 3 (marche longitudinale). ...
  - Soit à évaluer la résistance d’une carène d’allongeaient 3 de 10,n de diamètre s'avançant par sa pointe avec une vitesse de 8m :
  - 314
  - R = ?'KSV'2 = O1»",0321 x 0,080 x — X S2 = 12ks,900,
  - à la température 15° et à la pression 760°.
  - Pour des variations de ces éléments, la densité de l’air changeant, R croît ou diminue légèrement.
  - XVIII. — Sustentation
  - Réaliser le maintien au sein de l'atmosphère du navire aérien est la condition sine qua non de toute évolution dans l’air.
  - 85. Deux modes de sustentation. — La sustentation peut être obtenue par deux procédés tout à lait différents. Les aérostats ou ballons, grâce au volume de gaz plus léger que l’air renfermé dans leur enveloppe, ont un poids non supérieur au volume d’air qu’ils déplacent. En vertu du principe d’Archimède, la poussée de l’air déplacé peut équilibrer le poids du navire aérien. Si la force ascendante est plus grande que la force descendante, leur différence nommée force ascensionnelle F est positive, l’aérostat monte; il descend dans le cas contraire, F est négative; il reste en équilibre à la hauteur où il est placé quand il y a égalité entre les deux forces : F = 0.
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- - 128 MÉCANIQUE
  - Ces appareils appartiennent au système du plus léger que l’air et réalisent la sustentation statique.
  - Dans le deuxième procédé, on équilibre le poids de l’appareil par la composante verticale de l’action d’un courant d’air sur des surfaces convenablement orientées portées par l’appareil.
  - Ouand cette composante est supérieure ou égale au poids du navire aérien, celui-ci peut s’élever ou se maintenir dans l’atmosphère.
  - Pour créer ce vent relatif, il faut déplacer rapidement les surfaces sustentatrices, ce qui exige l'action d’une puissance motrice; de là le nom de sustentation dynamique donné à ce mode de sustentation qui caractérise le système du plus lourd que l’air : aéroplanes, hélicoptères, orthoptères.
  - 86. Sustentation statique. — Les lois fondamentales de l’équilibre des aérostats, établies parle lieutenant du génie Meusnier en 1783, ont été retrouvées et complétées par le capitaine Charles Renard, fondateur de la science aéronautique. On peut ainsi les résumer^) :
  - « 1° Lorsqu'un ballon est complètement rempli par le gaz plus léger que l'air, lorsqu'il est plein, il trouve, en s'élevant suivant la verticale, une zone d’équilibre. Prenons, par exemple, un ballon rempli de 1.0001"3 d’hydrogène. Au niveau de la mer, le gaz de gonflement pèse 20Üks, tandis qu’un volume égal d’air pèse 1.300kff. La différence 1.100ks ou force ascensionnelle totale représente le poids total que le ballon peut enlever. A la liauleurde 5.50üm, où la pression atmosphérique est la moitié de ce qu’elle est au niveau de la mer, le gaz et l’air ne présentent plus que la moitié des poids précédents, c’est-à-dire 100 et 6oOkg ; à celte hauteur, le ballon ne peut plus enlever que 550ks. Si donc le poids des parties solides du ballon (y compris les aéronaules et le lest placés dans la nacelle) pèse 550kB, c’est-à-dire, si au dépari, la force ascensionnelle est de 50kB, le ballon trouvera sa zone d’équilibre à ù.5001".
  - (') L. Marciiis, Le Navire aérien. toc. cil.
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  - D’une manière générale, un ballon rempli au niveau de la mer el dont, la force ascensionnelle au dépari sera égale
  - 12 3
  - à 777’ 777’ 777 de la force ascensionnelle totale, trouvera sa
  - 10 10 10
  - zone d’équilibre à une hauteur telle que la pression de l’atmosphère ait perdu 0,1, 0,2, 0,3, ... de sa valeur.
  - C’est ainsi qu’un ballon de 1.000m:! dont la force ascensionnelle au départ est de 110, 220, 330ks, ... trouvera sa zone d’équilibre à des hauteurs de 800, 1.800, 2.900"1, ... La zone d’équilibre d’un ballon plein s’élève donc avec la force ascensionnelle au départ.
  - « 2° Supposons que, par suite de l’une des nombreuses causes d’alourdissement, telles que la pluie, la neige, les fuites de gaz inévitables, le ballon vienne à descendre au-dessous de la zone d’équilibre. Il cesse d’être plein et devienne flasque.
  - « Dans ces condit ions, le ballon descend jusqu'à terre sans trouver de nouvelle position d'équilibre.
  - « 3° Sil’aéronaute veut enrayer son mouvement de descente, il est obligé d’alléger son ballon, de jeter du lest. L’aérostat remonte alors, dépasse sa première zone d’équilibre et se fixe dans une nouvelle zone d’équilibre plus élevée que la première.
  - « Reprenons notre ballon do l.()00m3. Supposons que sa force ascensionnelle au niveau de la mer soit égale à 110kK, il trouvera, comme nous l’avons déjà dit, sa zone d’équilibre à une hauteur de 800m. Si, par suite d’un alourdissement, le ballon descend, et si, pour enrayer le mouvement de descente, l’aéronaute jette 110ks de lest, il ne retrouve en montant une zone d’équilibre qu’à L800m. A mesure que le voyage se prolonge et que la provision de lest s’épuise, l’aéronaute voit sa zone de navigation s'élever de plus en plus et atteindre même pour le gros ballon une hauteur incommode, fatigante cl parfois dangereuse.
  - « C’est ainsi que, dans leur célèbre ascension de RKH), qui les a conduits en 36 heures de Paris à Kiew, MM. de La Vaulx et de Caslillonàle Saint-Victor ont beaucoup souffert, vers la tin de leur voyage, du froid et de la raréfaction de l’air; ils ont dû, en effet, séjourner pendant longtemps à des altitudes com-
  - MKCIANIOUE. —
  - 9
  - T. III,
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  - MÉCANIQUE
  - prises entre 3.000 et, 0.000'", comme le montre le diagramme horaire de leur ascension [ftg. 02). Celle impossibilité de choisir sa zone de navigation empêche en outre l’aéronaule de profiler des courants aériens favorables qui l’enlraîneraienl vers le bul qu’il .se propose d’atteindre et le mel à la merci des courants contraires. »
  - 8000
  - 6000
  - 4-000
  - 2000 —
  - 10 Midi 2
  - Fig. 82.
  - On atténue ces inconvénients en disposant ù l'intérieur du ballon une poche dans laquelle on insuflle de l’air. Ce ballonnet à air, dit encore ballonnet intérieur, permet à l’aéronaule de naviguer à une hauteur inférieure à celle qu’il avait d’abord atteinte, en choisissant entre deux limites déterminées la zone d’équilibre. On peut ainsi, avec des ballons sphériques, faire des voyages de plus longue durée ou de plus longue distance.
  - 87. Sustentation dynamique. — Elle est assurée :
  - 1° Par un organe spécial.: une ou plusieurs paires d’hélices à axe vertical, tpii, en tournant, prennent, appui sur l’air; la composante verticale ascendante de cette réaction de l’air maintient l’appareil en équilibre si elle est égale au poids de ce dernier, et détermine son ascension si elle est plus grande. Les appareils qui utilisent ce mode de sustentation indépendante sont désignés sous le nom d’hélicoptères ;
  - 2° Par le mouvement de translation horizontale des ailes de l’appareil ; ce déplacement leur est communiqué par une ou plusieurs hélices propulsives mues par un moteur. Les ailes sont des surfaces inclinées sur la direction du mouvement ; la composante verticale de la réaction normale de l’air balayé
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  - AÉRONAUTIQUE
  - 3sl capable d'équilibrer le poids lol.al du navire aérien. Ces appareils se nomment des aéroplanes : monoplans, quand ils 11’onl qu’une paire d’ailes disposées, comme celles de l’oiseau, côte à côte; biplans, triplans, quand ils comportent deux ou trois séries de plans superposés ;
  - 3° Par le battement d'ailes, qui assure en même temps la progression horizontale. Ces appareils, imitant grossièrement le vol des oiseaux, se désignent sous le nom d’ornithoptères.
  - _88. Planeurs, cerfs-volants.— Les aéroplanes peuvent êlre dépourvus de propulseurs.
  - a) Les aéroplanes sans moteurs ou planeurs utilisent comme puissance motrice la pesanteur.
  - L’aviateur porte le planeur en courant contre le vent ; sa vitesse relative par rapport à l’air est égale à la somme de sa vitesse propre et de celle du vent; quand sa valeur est assez grande l’homme est soulevé, plane dans l’air, puis retombe plus ou moins doucement sur le sol.
  - La figure 83 représente un appareil monoplan de Lilien-thal (1893) (>), qui lui permit de parcourir dans l’air des distances de 200 à 300 mètres.
  - Les deux ailes A formant la surface suslentatrice sont composées d’un châssis d’osier recouvert d’étoffe ver- Fig. 83.
  - nie.
  - Le gouvernail fixe V réalise l’équilibre[latéral et le gouvernail mobil horizontal H l’équilibre en plongée.
  - b) Dans les cerfs-volants ou aéroplanes captfifs, c’est le vent qui est 1 puissance motrice, ils résistent par leurs câbles au vent,. On les ulilis couramment pour faire des observations météorologiques et on essaie d les perfectionner pour l’observation en temps de guerre des mouvemenl de l’ennemi ou des sous-marins.
  - A cet effet, on utilise des trains ce/tutaires de cerfs-volants. Le trai principal est constitué par 3 ou 4 planeurs cellulaires dont les cinq toih rectangulaires (une médiane verticale) sont fixées sur un cadre en bambe — *— mAni»n*c nu Upc Hincmnaloc do même nature. Des ail
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- - 132 MÉCANIQUE
  - rons triangulaires assurent, la stabilité de l’appareil. Ce train principal soulevé par le vent tire sur le câble de retenue. La nacelle est suspendue au chariot roulant, sous l’action d'un train secondaire de cerfs-volants, sur le câble tendu. Le pilote peut ainsi monter ou descendre à sa guise, le train principal conservant la même altitude.
  - 89. Sustentation orllioptère. — Supposons que l’on abaisse verticalement un plan horizontal mince ; il éprouve une résistance lt = KSV2, K étant le coefficient de résis-R | tance de l’air 0,080, S sa surface et V sa vitesse de descente. Cette résistance permet d’équilibrer la pesanteur.il est facile d’imaginer un appareil d’aviation porteur de deux surfaces sustenfatriccs, l’une descendant pendant que l’autre monte, la sur-Fiu. 8i. face descendante é'tant horizontale et la
  - surface montante verticale. Un tel appareil purement théorique se nomme orthoptère.
  - Evaluons la puissance nécessaire pour maintenir en l’air la charge P à l’aide de la surface horizontale S s’abaissant avec une vitesse uniforme V. La résistance de l’air égale le poids P. Par suite :
  - (1) P = R = KSV2.
  - La puissance développée ou travail par seconde est : (2) tf = PV = KSV".
  - Elevons (1) au cube et (2) au carré, nous avons :
  - P» = K3S»V«
  - et
  - <£* = K-S-V,!,
  - d’où, en divisant membre â membre :
  - p__±
  - P3 ~ KS-
  - (3)
  - On voit que, pour une même surface horizontale,
  - m
  - le rapport — du
  - carré
  - de la puissance au cube du poids soutenu est constant.
  - Transformons la relation (3) en mulLipliant ses deux membres par P, nous trouvons :
  - p _ il
  - P* — KS
  - ~ K X S‘
  - (4)
  - ou
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- - AÉRONAUTIQUE 133
  - Celte équation nous montre que la puissance n’est pas proportionnelle au (P
  - poids soutenu, puisque jp n’est pas constant.
  - (jt1 PV
  - Ce rapport — = — = V, qui représente la vitesse avec laquelle il faut
  - soulever le poids P pour produire la puissance <P, se nomme souvent vitesse fictive d'ascension.
  - P
  - Le rapport - représente la charge par mètre carré du sustentateur que
  - O
  - nous pouvons désigner par/). La relation (4) devient alors :
  - (3) V. = l
  - Supposons/) = 16k« par mètre carré, lv= 0,080, alors :
  - telle est la vitesse d’abaissement du plan nécessaire pour réaliser la sustentation.
  - 90. Sustentation oblique. — Dans la sustentation orthogonale, la surface S nécessaire pour la réaliser est donnée par la relation :
  - 1 P«
  - S=K^’
  - tirée de (3).
  - Pour un appareil d’aviation dont les surfaces sustentalriccs ont une aire s, pour une môme puissance (A’ capable de faire progresser horizontalement dans l’atmosphère l’appareil de poids P, il faudra que la surface s égale :
  - 1 P 3
  - S ~~ A r’
  - k n’étant plus la résistance de l’air ; le coefficient - est la caractéristique
  - n
  - du système employé, il dépend de la forme des ailes, de leur angle, etc. Plus il sera petit, plus la surface de sustentation nécessaire sera réduite, moins il exigera, pour une charge donnée par mètre carré, une vitesse fictive considérable.
  - g
  - Le rapport - = Q représente la qualité sustentatrice de l’appareil. Elle
  - mesure la valeur de la sustentation de l’appareil en prenant comme unité de qualité celle du système orthoptère.
  - La relation (4) se transforme en y introduisant Q :
  - La puissance motrice par unité de poids nécessaire pour faire progresse)
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- - 134 MÉCANIQUE
  - la même charge par mètre carré de surface, est en raison inverse de la racine carrée de la qualité Q. Par suite, le poids par cheval du moteur de ces deux aéroplanes est proportionnel à la racine carrée de la qualité Q.
  - Ainsi, si pour une charge de 2Ûki: par mètre carré, il faut pour un appareil orthoptèrc un moteur pesant 600- par cheval, pour un aéroplane de qualité 3(>, un moteur de 000»' x y’36 = 3.G00»' par cheval peut, assurer le vol.
  - 91. Moyens d'améliorer la qualité sustentatricc «les aéroplanes. — Ces derniers appareils son! ceux qui présentent la meilleure qualilé sustenlalrice. Elle est. due à l'ai laque oblique de l’air au lieu de l’allaque perpendiculaire de l'orlhoptère.
  - La résistance opposée par l’air au mouvement est CR appliquée au centre de pression ; cette résistance presque verl ieale se décompose en deux :
  - CV, composante verticale ou poussée qui, équilibrant le poids de l’appareil, assure la sustentation;
  - Cil, composante horizon laie ou Iruine'e s’opposant à la progression du plan et qui représente l'effort à faire pour obtenir cette progression à la vitesse nécessaire à la sustentation du système.
  - On voit <pie CH est d’autant plus petit par rapport à CV que l’angle i esl pelit. Il y a donc avantage à adopter de faibles angles d’attaque.
  - C’esl grâce au vol oblique (pie l’aviation a fait de rapides progrès.
  - Nous pouvons évaluer la-puissance utile <y nécessaire à la sustentation : (y = Cil x V = Il . sin i . V.
  - Si nous admettons pour un angle très petit que R = 2KSV2 sin? :
  - C — 2IvSVs sin'-’ i cl; (y2 = 4K'2S'2V,; sin4 i.
  - D'aulre part,
  - P = CV = R cos q et P3 = 8K:!S3V'' sin3 i cos3 i.
  - Fig. 83.
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- - AÉRONAUTIQUE
  - 135
  - Par suite
  - ^2
  - P3
  - si ri i
  - 2KS cos:j i ’
  - 1 supposant i très petit, sin i = i, cos i = 0,
  - ____L /cr\2 _ i_ P
  - Y3 — 2KS 0U \P J _2K s'
  - («)
  - i i
  - Le coefficient — est bien plus petit que ~ de l'appareil «rthoptère ; sa
  - 2
  - nal i lé sustentatrice Q = - est grande; la puissance diminue avec l’angle i S), aloj's que la vitesse augmente (7).
  - Si l’angle d’altaque esl deG°, angle moyen des aéroplanes, / — 0,10"> :
  - ' 0,107
  - 19.
  - On améliore la. qualité sustentatrice en donnant à la voilure une forme Ilongée dans le sens transversal perpendiculaire à la marche. L’enver-urc des ailes des oiseaux u’esl-elle pas d'autant plus grande que ceux-ci ont plus puissants volaleurs?
  - Admettons exacte la formule de Sureau pour des ailes très allongées dans e sens transversal et attaquant l’air sous un angle faible :
  - U
  - 5KSV- sin i.
  - En procédant comme précédemment, nous trouverons pour la puis-ance :
  - '<J?N
  - <|'2 —
  - Ph 5 K. S
  - 5K S ’
  - a qualité sustentatrice :
  - i
  - ° = |
  - alv
  - Si l’angle d’attaque est de 6°,
  - « = ôÆ =
  - Le poids par cheval nécessaire à la sustentation serait y^47,6 = G,9, moins >etit avec ce plan qu'avec un plan orthogonal, soit :
  - GÜO» x 6,9 =* 4.140*.
  - JLM
  - Enfin, on a constaté qu’une forme légèrement courbe lans le sens antéro-postérieur, comme sur la figure,
  - [(•.croissait encore la qualité sustentatrice. Les ailes l’oiseaux présentent d’ailleurs cette forme pen-lant le vol et, en l'adoptant, les aéroplanes ont fait de réels progrès.
  - Fig. 86.
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- - 130
  - MÉCANIQUE
  - XIX. — Direction
  - 92. Le vent pour Taéronaute. — Un ballon libre dans l’almosphère est entraîné par le courantd’air dans lequel il se trouve ; il fait partie intégrante de cet air : le pilote ne ressent aucun sonftlc le frôler; la fumée de sa cig'arcttc s’élève verticalement, les corps légers qu’il jette, tels que plumes, papiers à cigarette, accompagnent pendant des heures le ballon sans se déplacer sensiblement par rapport à lui. On exprime tous ces laits en disant (pie le vent n'exisle-pas pour Taéronaute d'an navire âérien libre équilibré au Hein de l'atmosphère.
  - 93. Vitesse propre et vent propre. — Ce navire peut se déplacer par rapport à la masse d’air qui l’entoure s’il est muni d’un propulseur.
  - La vitesse de son déplacement relativement à l’atmosphère dans lequel il est plongé se nomme vitesse propre du navire aérien. Le pilote ressent alors un vent venant de l’avant et se dirigeant vers l’arrière ; la vitesse de ce vent propre du navire est égale et opposée à la vitesse propre.
  - Une vitesse quelconque, si petite qu’elle soit, suffit à l’aérostat pour atteindre un point quelconque de l’almosphère, un nuage ou un ballon entraîné comme lui par le vent. Mais il n’en est plus de même lorsqu’on veut atterrir en un point déterminé du sol immobile.
  - 94. Mouvement absolu d'un navire aérien. — Par
  - rapport au sol, le navire aérien est animé de deux mouvements simultanés: mouvement, d’entraînement avec la masse d’air environnante à la vitesse de celle-ci et mouvement relativement à cet air ambiant à la vitesse propre du navire.
  - En vertu du principe d’indépendance des effets des mouvements simultanés, le navire primitivement en A au-dessus du sol vient en G au bout d’une heure, AB représentant la
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- - AÉRONAUTIQUE 137
  - direction et la vitesse à l’heure du vent et BC la direction et la vitesse propre du navire. La trajectoire de l’aérostat au-dessus du sol est AC, AC est la vitesse du navire, relativement au sol c’est la résultante de la vitesse du vent et de la vitesse propre du navire.
  - On voit que la direction AC de la route et la grandeur de la vitesse réelle de l’appareil aérien dépendent de trois éléments: 1° la vitesse du vent ; 2° la vitesse propre; 3° l’angle des deux vitesses. Le pilote ne peut point changer la vitesse du vent, mais il peut, en réglant le moteur, faire varier la vitesse propre de 0 à la vitesse propre maximum que peut lui imprimerie propulseur; quant à l’angle, il peut prendre toutes les valeurs de 0 à 360°, de telle, sorte que la circonférence de rayon BC est le lieu des points d’atterrissage au bout d’une heure.
  - Fig. 87.
  - 95. Angle abordable.— DIrigeabilité partielle. —
  - Si, le navire partant de A, AB représente la direction et la vitesse du vent, BC la vitesse propre maxi-ma, la circonférence de rayon BC est la limite des points abordables au bout d’une heure ; les tangentes AT, et AT2 à cette circonférence limitent l’angle T,AT2 dit angle abordable. Le navire peut, en effet, suivre
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- - 138 MÉCANIQUE
  - à son gré l’une quelconque des directions réelles AD, AE à l’intérieur de T,AT2. Dans les directions AC, AF, le navire se laisse pousser par le vent; suivant AE, il lutte contre le vent. D est un poinl d’alterrissage sur la direction AI) pour une vitesse propre BD < BC. Sur la figure, l’hélice est placée à l’avant du navire.
  - Hemaiique I. — Les vilesscs
  - D
  - celles inaxima et mini ma sont AF et AC, égales à la somme ou la différence de la vitesse du vent et de la vitesse propre, et correspondant à une marche vent arrière ou debout.
  - Hemahque II. — L’angle abordable est d’autant plus ouvert que la vitesse propre est grande relativement à celle du vent.
  - Cas particulier où la vitesse du vent est égale à la vitesse propre maximum. — .Dans ce cas limite, les deux tangentes AT, et AT., se confondent en une seule et l’angle abordable vaut 180", embrassant la moitié de l’horizon. La vitesse réelle peut varier de 0 à
  - Al) = 2 fois la vitesse propre.
  - 96. Dirigeai» il Hé totale.
  - vitesse propre est supérieure à la vitesse du vent. En effet, BC > AB, le poinl de départ A est à l’intérieur du cercle abordable, on peut se rendre de ce point dans toutes les directions autour de A, l'angle abordable vaut 3(iÜ°, le navire aérien est totalement dirigeable.
  - La condition essentielle pour qu’un navire aérien soit dirigeable est donc que la vitesse propre soit supérieure elle doit lui être supérieure
  - Elle est obtenue quand la
  - Fig. 90.
  - à celle du vent. Pratiquement, de 4"' par seconde environ.
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- - AÉRONAUTIQUE 139
  - La dirigeabilité est une propriété relative du navire par rapport au vent qui souffle au moment du vol. Or la vitesse du vent est variable, il en résulte .qu’un navire, possédant la dirigeabilité totale aujourd’hui, peut la perdre le lendemain.
  - Les diverses observations anémométriquesnous permettent d’admettre dans notre région que la vitesse du vent est inférieure à 10'“ par seconde (36kin à l’heure), environ 7 fois sur 10, que cette vitesse ne dépasse pas 15'" (5!kin à l’heure) 9 fois sur 10, que 99 fois sur 100 elle est inférieure à 25,n, que des vents supérieurs à 30‘" (I08km à l’heure) ne se présentent pas 1 fois sur 1.000.
  - Les vitesses propres des . dirigeables ne dépassent, pas actuellement \Âm à la seconde, ils ne peuvent donc sortir que 300 x 7
  - —^— = 252 jours par an avec certitude de revenir au point de départ.
  - Les aéroplanes peuvent réaliser des vitesses propres maxima au moins égales à 17 ou 18"* par seconde (quelques appareils atteignent même 30m); ils peuvent effectuer un circuit fermé plus souvent que les dirigeables, 8 à 9 fois sur 10.
  - 97. iîéîilisation de grandes vitesses propres. —
  - Pour augmenter la dirigeabilité d’un appareil, il faut donc accroître sa vitesse propre maximum.
  - Comme la résistance à l’avancement est proportionnelle au carré de la vitesse, la puissance motrice croît plus vile que la vitesse propre, à peu près comme le cube de cette vitesse. Si on veut doubler celle-ci, il faut utiliser un moteur 8 fois plus puissant, qui sera naturellement beaucoup plus lourd. L’emploi des moteurs légers, de lkR,5, 2kR, 2kR,5 par cheval, permet seul d’atteindre de grandes vitesses propres sans donner au moteur un poids considérable qui exigerait unappareil, ballon ou aéroplane, de dimensions colossales. 11 y a aussi intérêt à employer des propulseurs à grand rendement pour utiliser le mieux possible la puissance motrice.
  - On diminue la résistance à l’avancement en donnant au navire une forme convenable.
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- - 140
  - MÉCANIQUE
  - Pour les auloballons, on allonge le ballon en forme, de fuseau; nous avonsvuqu’unecarène fusiforme d’allongement3 présentait une résistance 31 fois moindre qu’un plan de section égale au maître couple et 5 fois moindre que pour une sphère de môme diamètre que ce dernier.
  - Il faut maintenir cette forme fusiforme de moindre résistance pendant toutes les évolutions du navire.
  - Or, le ballon s’élevant, il perd du gaz ; comme on ne peut songera réintroduire le gaz perdu lorsqu’il descend, le ballon devient flasque : on insuffle alors de l’air dans un ballonnet intérieur analogue à celui des ballons sphériques, et le ballon est ainsi maintenu gonflé.
  - Le comte de Zeppelin assure la permanence delà forme par la rigidité d’une carcasse en aluminium divisée en compartiments pour recevoir chacun un ballon contenant le gaz de gonflement. L’ensemble est recouvert d’une étoile vernie pour atténuer les frotLcmcnts.
  - Pour les aéroplanes, il est bon de faire du corps le meilleur projectile en lui donnant la forme de fuseau à section triangulaire ou quadrangulaire (/u?. 1)1) ; le fuseau est terminé en pointe aux deux bouts, les surlaces unies sans saillies à l’extérieur.
  - Tatarie côté gauctye
  - Vu-paria face supérieure
  - Fig. 91.
  - Corps fusiforme à section carrée formé de longrines maintenues par des gabarits et des croisillons en fil d’acier.
  - Les ailes sont recouvertes de toile bien lisse sur leurs deux faces. Les haubans soutenant les surfaces sustentatrices sont en fds d’acier très résistants sous un faible diamètre.
  - Au lieu de donner au corps principal d’un aéroplane la forme
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- - AÉRONAUTIQUE 141
  - d’une carène, on peut se contenter de donner des formes fuselées aux diverses pièces du fuselage.
  - On diminue ainsi la résistance à l'avancement que l'air oppose à la carène. Nous verrons plus loin que, pour de pareils aéroplanes, la marche tôle au vent est assez stable pour 11e point nécessiter de quille ou empennage vertical.
  - 98. Higidité de la suspension de la nacelle au ballon. — Si les
  - arbres des hélices propulsives peuvent être fixes sur la carène lorsqu'elle est rigide comme celle du Zeppelin, il 11’en est plus de même lorsqu’elle esL formée par un tissu imperméable, ce qui est le cas le plus fréquent. La nacelle porte le propulseur et le gouvernail ; c’est par suite elle qui doit entraîner le ballon, il est donc nécessaire que leur liaison assure leur solidarité parfaite. Pour obtenir cette rigidité, on adopte ordinairement la suspension funiculaire croisée due à Dupuy de Lôme, dont voici le principe.
  - Pour relier un point M de la nacelle au ballon AB, employons deux cordes souples, mais peu extensibles; le triangle A MB est indéformable pour une inclinaison légère, le poids appliqué en M tendant les cordes. Celles-ci, entre certaines limites d’inclinaison supérieures aux limites admissibles de tangage, assurent donc la même rigidité d’une construction métallique.
  - Pour relier invariablement la nacelle MN du ballon AB, on relie séparément M et N aux points A et B ; les suspentes extérieures AM et BN forment le filet porteur, les suspentes intérieures AN et BM le filet de ba-lancines.
  - Dans les dirigeables actuels, l’allongement de la carène étant 5 ou 6, la nacelle est formée d’une poutre armée assez longue pour répartir les suspentes sur toute l’étendue de l’enveloppe.
  - 99. DirineabilHé pratique. — Pour posséder la diri-geabilité véritablement pratique, un navire aérien doit encore assurer sa stabilité en altitude, sa stabilité de route ou horizon-
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  - taie, sa stabilité longitudinale ou verticale et sa stabilité transversale ou latérale.
  - 100. Pilotage en altitude. — Pour le maintenir à une hauteur donnée ouTatteindre d’abord, on peut utiliser la soupape et le lest, la première pour éviter la montée, la deuxième pour empêcher la descente. Mais, comme la provision de lest s’épuiserait assez vile, on préfère disposer d’une partie de la puissance motrice pour combattre les variations de la force ascensionnelle.
  - On munit l’aérostat de plans horizontaux mobiles encore appelés gouvernails de profondeur.
  - S’ils sont placés au voisinage du maître couple vers la verticale du centre de gravité, la poussée exercée sur leur surface inclinée fait naître une composante verticale qui équilibre la force verticale statique, ils ne provoquent donc qu’un mouvement parallèle de montée ou de descente.
  - S’ils sont disposés à l’avant ou à l’arrière : gouvernail de tète ou de queue, ils produisent une inclinaison du ballon dont la résistance qu'il éprouve de la part de l’air varie par ce fait et compense la force statique.
  - Dans les aéroplanes, on opère de même; l’empennage horizontal est constitué le plus souvent par les plans de queue ou les gouvernails de profondeur d’avant ou d’arrière, mus par le pilote. En relevant le gouvernail de profondeur d’avant, l’angle d’attaque augmente, par suite la résistance de l’air sur ce plan et avec elle son effet rotatif autour de l’horizontale transverse du centre de gravité; l’appareil se cabre. Mais la traînée croît également, alors la vitesse diminue; c’est pourquoi il faut faire tourner plus rapidement le moteur pour vaincre l’excès de résistance. L’inverse se produit en abaissant le gouvernail d’avant. On explique de même la manœuvre du gouvernail arrière.
  - 101. Stabilité de route ou horizontale. —Pour pouvoir orienter à son gré l’axe du navire, pour se diriger autrement, dit, l’aéronaute doit posséder un appareil dont l'axe
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  - AÉRONAUTIQUE
  - longitudinal se maintient toujours à peu près tangent à la trajectoire. Four obtenir ce résultat, on munit le navire aérien de surfaces verticales situées dans le plan de symétrie et sur lesquelles l’air réagit lorsque l’axe du bâtiment s’éloigne de la direction de la route. Ces surfaces sont d'autant plus efficaces qu’elles sont plus développées et plus éloignées du centre de gravité de l’appareil Ièc. 95.
  - (grand bras de levier), il faut donc
  - les disposer à l’arrière et ramener le centre de gravité à l’avant en adoptant une carène dissymétrique : la grosse pointe en avant, l’arrière effilée.
  - Dans les dirigeables, ces surfaces verticales sont ordinairement entoilées et disposées en forme de quille. Elles peuvent cire formées ainsi par des ballonnets à l’arrière remplis de gaz de gonflement.
  - Comme les dirigeables, les aéroplanes à carène doivent être pourvus d’une quille ou empennage fixe vertical à cause de la résistance notable opposée par la carène à l’avancement.
  - Mais, pour les aéroplanes sans carène, elle n’est pas nécessaire, la stabilité de l’appareil tète au venl étant suffisante.
  - Le plus souvent, on rencontre cependant des surfaces verticales disposées en queue, vers le milieu ou meme à l’avant de l’appareil. Pour la stabilité automatique, il faut que le centre de poussée sur toutes ces surfaces se trouve en arrière du centre de gravité pour que l’effet rotatif résistant de l’air soit contraire à la déviation.
  - /
  - 102. Stabilité longitudinale.— En marche, le navire aérien peut osciller autour d’un axe perpendiculaire à son axe longitudinal. Ces oscillations sont des mouvements de tangage. Il est nécessaire de les réduire le plus possible.
  - Considérons un aérostat dont Taxe longitudinal est horizontal en équilibre dans l’atmosphère ; les centres de gravité G et de poussée P sont situés sur la même verticale; la force ascensionnelle Pc est égale et opposée au
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  - MECANIQUE
  - poids G;; de l’appareil. Si celui-ci s'incline, prend la position de la ligure 97, les deux forces Gp et Pa forment un couple stabilisateur, qui tend à ramener le navire dans sa position normale. Ce couple redresseur a pour valeur :
  - p X PA — p X PG X sin a,
  - son effet est d’autant plus grand que l’inclinaison est plus forte. Mais, pour que ce couple existe, il est nécessaire d’assurer aussi invariablement que possible la liaison de la nacelle et du ballon, sans quoi l’appareil pourrait se déformer comme sur la figure 98, le centre, de gravité restant sur la verlicale du centre de poussée.
  - Le couple redresseur px PA diminue avec le bras de levier AP, c’est-à-dire lorsque le centre de poussée P se rapproche de la partie relevée. C’est précisément ce qui se produit quand le ballon est flasque par suite du déplacement du gaz de gonflement vers la pointe. 11 est donc nécessaire de maintenir le ballon entièrement gonflé.
  - Le ballonnet à air permet d’obtenir ce résultat. S’il est complètement vide et le ballon plein, ou s’il est lout à fait plein, l’inclinaison du ballon n’entraîne aucun déplacement de gaz d’un point à l’autre. Mais, si le ballonnet n’est plein qu’en partie, son enveloppe non tendue ne peut s'oppo-
  - ser au déplacement de l'hydrogène, qui, plus léger que l’air, se rend à la partie relevée du ballon; elle se déforme {fig. 99),. ce qui accentue le tangage dès qu’il commence. Pour obvier à c.el inconvénient, le colonel Renard proposa de diviser le ballonnet en compartiments par des cloisons verticales {fig. 100), qui sont actuellement d’usage courant.
  - Vitesse critique. — Les conditions précitées qu’il est nécessaire de réaliser dans la construction des dirigeables ne sont pas suffisantes pour assurer sa stabilité longitudinale, surtout si la vitesse propre du navire est assez grande. La cause dynamique de l’instabilité que nous allons étudier a un effet prépondérant.
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  - Reprenons à ce sujet les expériences du colonel Ch. Renard.
  - Dans un tuhe horizontal de gros diamètre, on place une carène fusiforme mobile autour d’un axe horizontal normal à l’axe du tube.
  - Un ventilateur engendre un violent courant d'air dans le tunnel. La carène peut être maintenue dans une inclinaison déterminée au moyen de poids q placés dans le plateau d’un levier calé sur l’axe O d’oscillation.
  - En plaçant tout d'abord une carène fusiforme symétrique AR qui est en équilibre indifférent sans courant d’air, on constate que, sous rinllucnce d’un courant d’air horizontal la carène est en équilibre instable dans la position horizontale AB.
  - Sitôt déplacée légèrement, elle tourne dans un plan vertical et vient se placer'en A;R, perpendiculairement à la direction du courant d'air, position d’équilibre stable. Si l’on veut maintenir la carène dans une position intermédiaire A.>B„, il faut placer des poids q dans le plateau du levier; l’effet redresseur égal au moment de q par rapport à l'axe O mesure le couple perturbateur G' dû au courant d'air. On constate qu’il est proportionnel au carré de la vitesse V de ce dernier :
  - C’ = lv V2.
  - K' est une constante dépendant de l’inclinaison a et de la forme de la carène.
  - Pour une carène dissymétrique, celle des dirigeables, le couple perturbateur est plus petit, mais toujours proportionnel au carré de la vitesse.
  - Dans les auto-ballons, la vitesse du courant d’air relatif est la vitesse propre du navire, le couple» perturbateur croît donc proportionnellement au carré de celle-ci. Pour maintenir l’appareil horizontal, il faut donc que le couple stabilisateur C = p x PA (fie/. 97) soit supérieur au couple perturbateur. Le couple de rappel C[ du ballon a pour valeur C) — C — C . Il
  - est nul pour G — C' ou Iv'V- = p x PA et V2 =
  - L’équilibre est indifférent. La vitesse propre V de l’appareil, qui engendre un couple perturbateur égal au couple stabilisateur est appelée vitesse critique. Sitôt dépassée, C l’emporte sur C et l’appareil vient se placer dans sa position d’équilibre stable, son axe longitudinal à peu près vertical. Pour un appareil donné, il peut donc être dangereux d’accroître la puissance de son moteur, car si la vitesse propre du navire devient par ce fait supérieure à sa vitesse critique, son instabilité longitudinale entraînera sa chute.
  - 11 n’y a stabilité que pour des vitesses propres inférieures à la vitesse critique de l’appareil.
  - MÉCANIQUE. — T. UI.
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  - MÉCANIQUE
  - Pour utiliser des vitesses propres assez grandes, il y a donc lieu d’accroître la vitesse critique.
  - On arrive à ce résultat en donnant à la carène la forme d’une flèche empennée E. Dans le tunnel, si au corps dissymétrique on dispose une queue empennée, l’axe longitudinal, au lieu de se placer normalement au courant
  - d’air, se maintient dans une position’obiique d’autant plus éloignée de la perpendiculaire que la queue et l’empennage sont plus longs. Le courant d’air agissant sur les plans d’empennage détermine un elfet rotatif autour de l’axe horizontal du centre de gravité G de la carène de sens inverse du couple' perturbateur. Cet effet redresseur, appelé couple d’empennage C", est égal au moment de la composante normale N de l’action de l’air sur l’em-
  - Fig. 102.
  - pennage par rapport à l’axe G, soiL N x GE; il est par suite d’autant plus grand que la surface d’empennage est plus grande et qu’elle est plus éloignée de G ; il est proportionnel au carré de la vitesse.
  - Quand C" — C’, la stabilité du navire aérien est la même en marche qu’au repos ; elle est assurée par le couple stabilisateur C indépendant de la vitesse.
  - Quand C" > C’, le couple de rappel est égal à :
  - Cj = C 4- (C7 — C’) = C + (K” - K') \Ts
  - la stabilité augmente alors avec la vitesse.
  - Pour les aéroplanes,la stabilité longitudinale s’obtient automatiquement par l'empennage horizontal ou plan de queue ou par dés surfaces mobiles autour d’axes horizontaux : ailerons constituant les gouvernails de profondeur actionnés par le pilol'e.
  - Le plan ou les plans horizontaux fixes de la queue sont plus effacés que les ailes, c’est-à-dire attaquent l’air sous un angle plus faible que les plans sustentateurs. Il en résulte qu’une faible oscillation verticale de l’appareil produit une modification relativement plus forte dans l’angle d’incidence de la queue que dans l’angle d’attaque des ailes et conséquemment une variation plus grande de poussé ' de l’air (par M-) sur la queue que sur les ailes. Si, par exemple, l’appareil pique du nez, la
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  - diminution de la poussée de l’air sera plus forte sur la queue que sur les ailes, et quoique celles-ci soient plus étendues ; comme lebras du levier de la queue, par rapport au centre de gravité, est très grand, l’équilibre peut se rétablir automatiquement. Le tangage e.st-il plus prononcé, la réaction de l’air sur la queue, au lieu de soulever la queue, presse sur elle de haut en bas et s’oppose ainsi à la rotation de l’appareil.
  - Nous avons déjà expliqué, dans le pilotage en altitude, la manœuvre du gouvernail de profondeur d’avant.
  - Sil’appareilse cabre, onabaisse l’avant de cegouvernail pour le faire piquer du nez.
  - Au fur et à mesure que l’équilibre se rétablit, l’angle d’attaque du gouvernail continue à varier dans le môme sens (augmente ou diminue) et par suite la poussée de l’air qu’il reçoit; l’appareil tend à continuer sa rotation, amorcée pour le rétablissement de l’équilibre.
  - Le gouvernail d’avant estdonc très sensible et en même temps dangereux pour un novice.
  - Le gouvernail d’arrière jouit des propriétés inverses ; il est peu sensible et peu dangereux, son effet diminuant progressivement sitôt qu’il se réalise.
  - Signalons aussi le stabilisateur Etevé. C’est une girouette, placée à l’arrière, dont l’orientation change avec le vent et qui commande par bielle-manivelle l’axe de plans mobiles stabilisateurs pour augmenter ou diminuer l’angle d’attaque des ailes.
  - Celte stabilisation est complétée par un réglage convenable du rapport entre le moment d’inertie de l’appareil autour de la perpendiculaire au plan dé symétrie passant par le centre de gravité et l'ellet rotatif de la réaction de l’air sur l’empennage total (plans de queue et plans stabilisateurs). Les formes fines des ailes et les formes fuyantes des carènes assurent le glissement régulier de l’air et, par suite, améliorent la stabilité longitudinale.
  - 103. Stabilité transversale. — Alors que la stabilité de route peut être assurée par une voilure de grande envergure, qui offre un couple résistant puissant, la stabilisation dans le sens transversal exige des procédés d’autant plus efficaces que la vitesse de l’aéroplane est plus grande.
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  - On peut utiliser des ailerons A que l’on incline à volonté pour augmenter ou diminuer leur angle d’attaque (monoplans Blériot et Antoinette, fig. 121). Ces ailerons sont indépendants des ailes, placés à leurs extrémilés, tournant en sens inverse autour d’axes horizontaux.
  - On peut encore gauchir les ailes {Wright). La pression de l’air s’accroît du côté de l’aile qui s’est relevée et diminue de l’autre, et peut ainsi rétablir l’équilibre transversal. Mais la résistance à l’avancement variant dans le sens précédent pour les deux côtés, l’appareil tend à virer du côté de l’aile relevée présentant la plus grande résistance. On évite ce virage parle gouvernail vertical de direction.
  - O11 met en évidence l’effet du gauchissement des ailes par l’expérience suivante': on réalise un aéroplane en papier en pliant une feuille de cahier assez mince au quart de sa plus grande longueur pour amener le centre de gravité de l’appareil au tiers à partir de l’avant, soit le centre du rectangle primitif de la feuille ; on forme ensuite le vé des ailes et on pince l’arête CB pour constituer la quille. Echappé en 1 air, l’appareil descend en ligne droite oblique. On relève l’extrémité de l’aile A et on abaisse l’autre, la corne abaissée fendant l’air descend en parcourant le plus grand chemin, l’aéroplanc vire du côté de l’autre corne, même lorsque la feuille a été lancée en sens contraire.
  - Si, pour lutter contre le vent, il est nécessaire de gauchir les ailes ou de manœuvrer les ailerons; par temps calme, le pilote rétablit l’équilibre transversal instinctivement et facilement en déplaçant légèrement son corps du côté opposé à l’aile baissante.
  - I
  - I
  - L
  - Fig. 103-104.
  - Notons aussi l’action de l’hélice qui, dans les aéroplanes à une seule hélice, tend à déséquilibrer l'appareil par sa rotation. Elle prend en effet appui sur l’air qui réagit et tend à faire tourner l’appareil autour de son axe longitudinal en sens inverse de la rotation de l’hélice.
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  - Le pilote combat cette tendance en se déplaçant légèrement du côté opposé à la rotation et reprenant la position axiale dans la descente planée, moteur arrêté.
  - Enadoptmt deux hélices tournant en sens inverse comme les Wright, on évite celte dissymétrie pendant la marche et en même temps l’action gyroscopique.
  - Stabilisation automatique à l’aide d’une masse gyroscopique. — Faisons tourner très rapidement une toupie sur le plancher, de manière que son axe soit inclinq, nous constatons que, durant sa rolalion, l'axe conserve son inclinaison et tourne autour de la verlicale alors que la pesanteur tend à faire pencher l’axe davantage et forait tomber la toupie sans la rotation de celle-ci.
  - La toupie réagi tsur l’action de la pesanteur et se déplace normalement à l’action de celle-ci et à son axe. Si on agit sur elle avec la main, elle se déplacera perpendiculairement à la direction de l'effort exercé. Il va sans dire que cette résistance au déplacement croît avec la vitesse de rotation. Cetelfot bizarre est un effet gyroscopique.
  - On conçoit qu’une masse gyroscopique animée d’une rotation très rapide, installée sur un aéroplane ressentant toutes les oscillations de tangage et de roulis, puisse actionner le mécanisme rétablissant l’équilibre tendant à se rompre. Pour virer, le pilote devrait supprimer l’action du gyroscope par un dispositif approprié.
  - 104. Blquilibre des forces agissant sur un dirigeable évoluant dans un plan horizontal. — 1° La
  - trajectoire du dirigeable est rectiligne. — Marche pointe au vent. — L’axe longitudinal se confond avec la direction de la route, l’angle de dérive (angle de ces deux droites) est nul.
  - Une telle marche est instable en général, la moindre perturbation faisant tourner le ballon autour de la verticale de son centre de gravité. On s’en rend compte expérimentalement en soumettant dans un tunnel, comme au numéro 102, un petit ballon mobile autour d’un axe vertical à l’action du courant d’air d’un ventilateur; le modèle tend à se placer
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  - perpendiculairement au courant d’air (angle de dérive ±= 90°). Plus l’empennage est développé, plus la position d’équilibre se rapproche de celle de la direction du vent, •plus l’angle de dérive est petit.
  - Dans la marche pointe au vent, pour avoir un équilibre stable, il faudrait donc disposer à l’arrière un empennage très développé; mais celui-ci augmenterait la résistance à l’avancement, réduirait la vitesse propre du navire et, par suite, diminuerait sa dirigeabilité.
  - La poussée du propulseur est égale et directement opposée à la résistance à l’avancement dans le mouvement de régime. Pour éviter la rotation du ballon à droite ou à gauche autour de la verticale du centre/lc gravité, le pilote agit sur le gouvernail par un coup de barre, braquant à droite si l’appareil tend à dévier à gauche, comme sur la figure.
  - Si l’empennage est suflisant pour assurer une bonne stabilité horizontale de route, de légers coups de barre de temps à autre suffisent pour guider le dirigeable en ligne droite.
  - 2° Virage d’un dirigeable.'— Pour tourner à droite, par exemple, il faut d’abord amorcer la rotation du navire en braquant le gouvernail à droite; cette résistance supplémentaire l’entraîne légèrement dans une rotation du sens des aiguilles d’une montre. Puis, en abandonnant la barre, le gouvernail se place dans le plan de symétrie et le dirigeable tourne de lui-même : la résistance opposée par l’air à l’avancement et la poussée de l’hélice ne sont plus directement opposées, leur résul-
  - Fig. 106.
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  - tante est la force centripète assurant la rotation du navire, elle est équilibrée par la force centrifuge.
  - Le virage effectué, il est nécessaire d’arrêter le mouvement de rotation par un coup de barre à gauche qui fait reprendre au dirigeable sa marche en ligne droite.
  - 105. équilibre des forces agissant sur un aéroplane animé d’une vitesse constante. —
  - a) L’appareil décrit une trajectoire horizontale rectiligne. — Il doit y avoir équilibre entre les quatre forces suivantes :
  - 1° La poussée de l’hélice, proportionnelle au carré de sa vitesse de rotation ;
  - 2° La résistance de l’air à l'avancement de l’aéroplane, proportionnelle au carré de la vitesse de translation de celui-ci ;
  - 3° La réaction verticale de l’air sur les surfaces sustenta-trices, variant dans le même sens que la précédente;
  - 4° Le poids GP de l’appareil.
  - Comme les deux premières forces sont horizontales et les dëux dernières verticales, elles doivent être deux à deux opposées et de sens contraire.
  - b) L’appareil décrit une trajectoire curviligne. — De ce fait prend naissance une cinquième force, force centrifuge, qui doit être équilibrée par les précédentes.
  - La poussée dû propulseur et la résistance à l’avancement, dirigées à’peu près suivant l’axe longitudinal du navire tangent à sa trajectoire, sont directement opposées et s’équilibrent ; ces deux forces sont sensiblement perpendiculaires à* la force centrifuge située dans le plan normal à la trajectoire. Cette force, appli quée au centre de gravité de l’appareil, ne peut donc être équilibrée que par les troisième et quatrième forces verti-
  - TS D
  - Fig. 107.
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  - MÉCANIQUE
  - cales et,, pour cela, l’aéroplane s’incline en tournant autour de l’axe horizontal de symétrie passanL par le centre de gravité. Soit AB la trace du plan sustentateur sur le plan de la figure perpendiculaire à l’axe longitudinal G de l’aéroplane.
  - La composante horizontale GH de la réaction normale GN équilibre la force centrifuge GF; par suite,
  - fi F — fit! = fiD tanga = fiP tanga;
  - mais
  - V étant la vitesse propre de l’appareil et r le rayon de la courbe décrite; donc :
  - g r.
  - P tanga et.
  - tang a = — gr
  - L’inclinaison que l’on doit donnera la voilure dans un virage est par conséquent proportionnelle au carré de la vitesse et inverse du rayon de courbure. Si elle est trop faible, la force centrifuge l’emporte sur GII et l’aéroplane est poussé à l’extérieur de la courbe ; il décrit une courbe de plus grand rayon; si elle est trop forte, l’inverse se produit, il vire de plus court. Ceci montre la nécessité d’un apprentissage pour réussir des virages.
  - Une- manœuvre provoquant l’inclinaison de la voilure, comme le gauchissement des ailes par exemple, suffit pour effectuer un virage. L’emploi du gouvernail de direction n’est pas nécessaire.
  - En effet, l’inclinaison donne naissance à la composante horizontale GH de la réaction sustenfatrice de l’air qui, combinée avec l’action horizontale de l’hélice, fait, dévier l'appareil de sa direction rectiligne.
  - C’est pourquoi on réduit de plus en plus la surface de la quille, surtout dans les appareils à faible résistance latérale.
  - 106. Calcul de la puissance à développer dans un aéroplane.
  - — Celte puissance doit : a) Assurer la sustentation de l’appareil ;
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  - AÉRONAUTIQUE
  - b) Vëiincre la résistance de Pair au déplacement.
  - a) La puissance dépensée pour la sustentation esl égale au produit de a composante horizontale de la résislance de l'air sur les ailes par la vitesse lu vent relatif (fig. 8?>) :
  - (j?i = H sin?' x V = oICSV’2 sin?' x sin / x V,
  - = ülvSV'1 sin- i.
  - ?n appliquant la formule de Soreau.
  - On en déduit, en opérant comme au numéro 84 :
  - te
  - O
  - 1“
  - P«£
  - 5KS
  - P«
  - (1RS
  - en fonction du poids P de l’appareil ; en fonction de la qualité sustenlatrice Q ;
  - on peut en tirer la puissance par kilogramme d’aéroplane :
  - (P
  - te
  - 1
  - 1
  - p* sx o x K.’
  - d’où
  - =\/i
  - i
  - xôx
  - i
  - K‘
  - On voit que cette puissance est proportionnelle à la racine de la charge
  - P
  - par mètre carré de surface portante - et inversement proportionnelle à la
  - b
  - racine carrée de la qualité Q.
  - b) La puissance de propulsion est égale au produit de la résistance à l'avancement par la vitesse relalive du vent:
  - <f.> = ?’KS V- x V = j*KS'V3 ;
  - r est un coefficient de réduction dépendant de la forme de l'appareil, S' est la section transversale maximum, Y la vitesse de l'aéroplane.
  - La puissance de propulsion qu'il semble théoriquement facile de réduire aune valeur inférieure à celle de. sustentation lui est au moins égale dans la plupart des appareils actuels.
  - La puissance totale nécessaire est :
  - <Jt\ + <f2 = KV3 (fiS sin2 i + nS’) ;
  - elle est proportionnelle au cube de la vitesse.
  - Quand la puissance motrice est convenable, l’aéroplane marche en pâlie à sa vitesse de régime. Un excès de puissance le fait monter, tandis qu'uni réduction de puissance le fait descendre. Dans le cas limite où elle devien nulle (quand on coupe l’allumage), l'appareil décrit d'abord une courbe i cause de sa vitesse acquise, puis glisse en ligne droite suivant une penb variable avec chaque appareil.
  - Pratiquement, pour permettre à l’aéroplane de s’élever en cas de besoii et pour assurer ses virages qui nécessitent une puissance de sustenlatioi plus forte (la résultante du poids de l'appareil et de la force centrifug remplaçant le poids du corps), il est nécessaire de majorer la puissane (Jty = (fi + trouvée précédemment de 40 0/0.
  - Le rendement de l’hélice propulsive atteignant au plus 70 0/0, il fan encore adopter un moteur plus puissant :
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  - MÉCANIQUE
  - Pour augmenter la vitesse, de 20"' à 25m par exemple, il faudrait une
  - puissance
  - 25f
  - 20?
  - 5f
  - 4 s
  - 125
  - — fois plus grande, à peu près double.
  - El nous ne tenons pas compte de la résistance supplémentaire provenant de l’accroissement proportionnel des dimensions de la voilure et surtout du moteur. Pratiquement il faudrait donc plutôt tripler la puissance du moteur au lieu de la doubler, et cela ne serait peut-être pas suffisant. Il y a donc lieu de s’attacher à réduire le plus possible l’encombrement du moteur.
  - Considérons deux appareils homothétiques de rapport 2, c’est-à-dire dont les dimensions linéaires de l’un sont doubles de celles de l’autre. Le volume du grand moteur sera 8 fois celui du plus petit, et il en sera de même de la puissance. Nous aurons donc <3?! = SÇf et S! =4S.
  - Or les puissances des moteurs nécessaires aux deux appareils peuvent s’écrire sous les formes :
  - (£ = CV3S (C étant un coefficient convenable) et
  - = CV,3Sl ou 8$ = 4CV1:,S,
  - d’où
  - = 2 et vi = v v'2 ou
  - Si la vitesse de l’appareil le plus petit était de 20 mètres, celle du second ne serait que
  - 20"' v;2 = 20"' X 1,26 =25"',20.
  - Si l’on désirait obtenir une vitesse double, il faudrait prendre
  - = 5120j).
  - Aussi, dans la construction des aéroplanes, est-il nécessaire de chercher à réduire le plus possible la résistance à l’avancement, dont l’importance est considérable pour les très grandes vitesses.
  - Sur les appareils actuels, la puissance indiquée par unité de poids d’aéroplane varie de 0,05 à 0,10 IIP par kilogramme et la charge par mètre carré de surface portante de 10 à 30ke.
  - XX. — Groupes propulseurs
  - 107. Généralités.'— Nous avons vu que, poiir réaliser une vitesse propre assez grande assurant la dirigeabilité du navire aérien,il fallait avoir recours à un moteur puissant, peu
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  - AÉRONAUTIQUE
  - encombrant et léger à la fois et à un propulseur à grand rendement ne gaspillant pas la puissance motrice. Le choix du moteur et du propulseur est d’une importance capitale en aéronautique. S’il est difficile de donner des règles élémentaires permettant de discerner le degré d’appropriation d’un moteur et d’un propulseur pour un appareil donné, on peut cependant indiquer les genres demoteurs et de propulseurs qui fournissent les meilleurs résultats en général.
  - Nous allons donner les caractéristiques des moteurs d’aviation et des hélices aériennes.
  - 108. Moteurs d’aviation. — Conditions qu’ils doivent remplir. — Un bon moteur d’aviation ou d’aérostation doit présenter les qualités suivantes :
  - 1° Grande puissance sous un encombrement restreint : Les moteurs polycylindriques sont tout indiqués : 5, 7, 8, 14 cylindres pour des puissances de 25 à 100 IIP.
  - 2° Equilibrage parfait, évitant toute vibration nuisible à la stabilité de l’appareil. On le réalise en disposant convenablement les cylindres : 2 opposés ou 5 en éventail (Farcot), 8 en vé (E. N. V., Antoinette), 7.14 en cercles (Gnome); en attelant les bielles d’une façon spéciale ; en équilibrant les coudes des vilebrequins (E.N.V.).
  - 3° Grande légèreté par cheval de puissance : On y parvient en construisant toutes les pièces travaillant en acier au nickel, plus résistant à poids égal que l’aluminium, en adoptant des arbres creux, en supprimant les organes non indispensables, en évitant le volant, ce qui nécessite un couple moteur presque constant à chaque instant et, par suite, l’emploi d’un grand nombre de cylindres.
  - On peut aussi remplacer le refroidissement par une circulation d’eau par le refroidissement par courant d’air.
  - 4° Fonctionnement parfait, assurant la sécurité du pilote. 11 faut réduire les chances de pannes au minimum pour permettre un assez long voyage sans être obligé d’atterrir ou pour choisir un lieu propice d’atterrissage. Disons en passant qu'une panne n’est nullement dangereuse, môme pour l’aviaT
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  - MÉCANIQUE
  - leur : l'aéroplane descend en glissant obliquement sur l’air, qui ralentit sa chute (descente planée). Pour éviter les pannes, il y a lieu d’adopter des moteurs simples de construction, dépourvus d’organes délicals, possédant un allumage par magnéto et accus de secours, pourvus d'un mode de graissage parlait.
  - On pourrait, aussi employer (leux moteurs attelés sur l'hélice en marche normale, débrayer celui qui viendrait à s’arrêter et faire alors travailler l’autre à pleine charge. La consommation exagérée des deux moteurs travaillant à demi-charge est un sérieux inconvénient que l’on pourrait atténuer par un mode de régulation approprié.
  - 5° Consommation réduite d'essence pour permeltre de longs parcours sans nécessiter une trop grande provision de carburant.
  - Moteur rotatif Gnome. — Toutes les pièces, la plupart en acier au nickel, sont forgées; aucune n’est en aluminium, qui, quoique léger, est moins résistant que l’acier spécial.
  - Les sept cylindres à ailettcs{fi<).111) portent au sommet l’orifice d’échappement et la bougie d’allumage (//y. 109-110). Ils sont sertis à frottement dur dans les trous cylindriques d’une boîte également cylindrique constituant le carter [fig. 108), des segments d’acier et des clavettes parallèles aux génératrices du carter les maintiennent solidement en place. Cet assemblage est encore parfait par l'effet de la force centrifuge.
  - La rotation des cylindres assure leur refroidissement, par l’énergique courant d’air qu’elle détermine autour des ailettes.
  - Le carter est fermé par les flasques de butée et de distribution reposant, par l’intermédiaire de roulements à billes, sur l’arbre creux fixe. Cet arbre creux sert de tuyau d’arrivée au mélange tonnant formé dans un simple carburateur à gicleur sans niveau constant, présentant une prise d’air supplémentaire réglable à la main et un papillon d’étranglement du gaz. L’arbre livre passage également aux tuyaux de graissage conduisant l’huile aux billes, aux roulements et aux cylindres.
  - Les pistons, portant des chapes articulées aux bielles, sont
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- - h _
  - Fig. Ml
  - Fig. 112.
  - a, arbre creux ;
  - b, boRe de butée ;. o, r, roulements ;
  - t, bielle maîtresse ;
  - //, biel lettes ;
  - </, piston ;
  - 5, soupape d'admission ; h, soupape d'échappement;
  - t\ boîte de distribution ; m, magnéto ;
  - d, distributeur de courant; f, tils d'allumage ; c, carburateur;
  - /), pompe à huile; a, con trôleur de graissage.
  - x
  - Fig. 109-110.
  - AERONAUTIQUE
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  - MÉCANIQUE
  - percés d’un trou central, orifice d'admission obturé par une soupape d’aspiration automatique. Celle-ci est équilibrée par un système de contrepoids pour annuler l’effet de la force centrifuge pendant la marche.
  - L’une des sept bielles, la bielle maîtresse t, s’appuie sur le tourillon des vilebrequins par deux roulements à billes. Sur celle bielle s’articulent les six autres {fig. 109-110).
  - Les soupapes d’échappement sont commandées par double culbuteur portant des masses d’équilibrage destinées à éviter la fatigue des cames sous l'influence de la force centrifuge des soupapes. Un ressort antagoniste ramène la soupape sur son siège. Les liges actionnant les culbuteurs sont commandées par sept cames à. colliers tournant à la demi-vitesse du moteur, grâce aux engrenages démulliplicaleurs {fig. 112).
  - Sur les flasques de butée, on fixe l'organe de transmission ou l’hélice.
  - La magnéto m, commandée par des engrenages c de raison y
  - fournit le courant à un distributeur enébonile d où s’attachent les fils nus /‘des bougies. A la magnéto on peut adjoindre un allumage de secours par accumulateurs.
  - La pompe à huile p à deux cylindres, avec distributeur sans clapet, est placée symétriquement à la magnéto et est commandée aussi par engrenages.
  - Remarquons que le volant absent est remplacé par les cylindres et le carter, qui, en tournant, régularisent la marche, et que l’équilibrage du moteur est obtenu en disposant les cylindres autour de l’axe de rotation. La net teté des cercles concentriques du moteur tournant montre sa parfaite stabilité pendant le mouvement. La figure 113 représente son montage en portc-ai-faux à
  - Fig. 113.
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  - l’avanl d’un aéroplane. L’arbre repose sur une Lôle à l’avant et passe en arrière dans un collier raidi par des tendeurs.
  - Le nombre de tours du moteur peut varier de 200 à 1.300, la dépense d’huile est d’environ 2' à l’heure et celle d’essence de 300 à 330" par cheval-heure.
  - Le moteur complet pèse 75kg et développe 30 HP, soit dkg,5 par cheval.
  - >
  - 109. Autres moteurs légers. — Citons d’abord les aéromoteurs J.-A. Farcot, qui en a établi deux types et réalise le refroidissement au moyen d’une hélice fixée dans le prolongement de l’arbre-vilebre-quin formant volant ventilateur. L’aéromotcur à deux cylindres opposés {fig. 114) à effort d’inertié compensé est à soupapes concentriques indépendantes l’une de l’autre et commandées sans culbuteur : disposition évitant réchauffement des cylindres par suite de la suppression de l’elfet de chalumeau produit par l’échappement des gaz sous la lige de la soupape. Son poids en ordre complet de marche est de 50kg pour 30 HP.
  - 11 permet d’établir un aéroplane pour 5.000 francs.
  - Il existe d’autres types de moteurs légers présentant les mômes éléments que le mo -Leur d’automobile, mais dont la construction et le choix de métaux ont été plus parfaits, tels les moteurs E N. V. Renault, REP, Clément-Bayard, Gobron, Panhard, Anzani, Clerget à circulation d’eau.
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  - Notons aussi les moteurs légers « Antoinette » à huit cylindres en V, qui ont donné d’excellents résultats sur les aéroplanes et les canots. Le carburateur est supprimé, l’essence est injectée directement dans la chambre d’explosion; le radiateur extra-léger est constitué par des tubes horizontaux placés sur la carène pour condenser la vapeur d’eau.
  - 110. Hélices aériennes. — Mode de travail. — L'hélice est l’organe propulseur actuellement employé pour les dirigeables et les aéroplanes.
  - Considérons une hélice géométriquement pure dont tous les points de sa surface décrivent des hélices de meme pas autour de l’axe sur des cylindres dont le rayon est égal à leur distance h l’axe. L’hélice est une sorte de vis à pas très grand 11e présentant qu’une portion de filet de mince épaisseur. Comme la vis prend appui dans un écrou fixe pour se déplacer en tournant, l’hélice tend à progresser dans l’air qu’elle frappe de ses branches.
  - Voici comment elle agit sur l’air environnant.
  - « Si, auprès d’une hélice eu mouvement, on présente, suspendus, des •corps légers et mobiles susceptibles d’indiquer, par la position qu’ils prennent, la direction des filets d’air dans lesquels ils sont plongés, on constate aussitôt que, même dans le plan de rotation de l’hélice, l’air est attiré au lieu d’être rejeté au dehors à la façon d’un ventilateur, comme beaucoup de personnes le croient encore ; l’hélice aspire non seulement au-devant d’elle, mais aussi latéralement et même encore un peu au delà de son plan de rotation ; ensuite, un peu en arrière et en dehors, on rencontre une zone de calme,puis enfin un fort refoulement dès qu’on pénèlrc dans le cylindre dont le grand cercle forme la hase ; un peu plus loin encore, en arrière, ce cylindre s’élargit et cela d’autant plus qu’on s’éloigne de cette base. » (Tatin.)
  - U11 voit que les filets ne sont nullement dispersés, ils 11e se choquent pas et ne sont pas rejetés violemment contre l’air environnant. Il s’ensuit que l'hélice bien faite utilise convenablement la puissance motrice fournie par le moteur. Son rendement propre peut donc être élevé.
  - Essai d’une hélics au point fixe. — Actionnons une hélice au moyen d’un moteur de y? HP : l’hélice ne pouvant progresser, elle exerce une traction évaluée au dynanomètre à TL». Appelons p le pas de l’hélice, quantité dont elle avancerait dans un écrou solide, 11 le nombre de tours à la minute.Le travail dépensé par le moteur pour un tour est :
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  - 161
  - Comme l’hélice n’a pas avancé, elle a refoulé son point d’appui constitué par l’air d’une longueur p ; le travail elîectué par elle est alors :
  - 0 T x p kgm.
  - I I
  - I I
  - i I
  - I
  - i
  - I
  - I
  - i
  - i
  - i
  - i
  - i
  - i
  - i
  - !
  - I
  - \
  - ' V.T.
  - \ V
  - Fig. 115. — Dans la partie supérieure de la ligure, la longueur des lignes indique approximativement l’intensité de l’aspiration.
  - Le rendement absolu de l’hélice est égal au quotient de ces deux travaux :
  - T X p _ T x p x n <10 X 75 x ~ x 75 x (il)!
  - n
  - il est couramment compris entre 0,85 et 0,95.
  - Ce rendement est encore appelé rendement de construction ou de ventilateur.
  - La perte d’énergie est due :
  - 1" A la résistance opposée par l'air à la branche dont l'épaisseur n’est pas négligeable, résistance proportionnelle au carré de la vitesse exigeant un travail proportionnel au cube de celle-ci. On peut atténuer cette perte en réduisant le plus possible l'épaisseur et en donnant aux bords une forme tranchante ;
  - 2" Au frottement de l’air sur les pales qu'il est nécessaire de polir.
  - Recul des hélices propulsives. — L’hélice expérimentée sur un navire aérien qu’elle entraîne ne donne plus les memes résultats.
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  - MEGAN! OU E
  - D’abord elle ne communiquera pas, à l’appareil sur lequel elle est moulée, une avance égale à son pas pour un tour. On nomme recul de l’hélice le rapport de la différence du pas el de l’avance par tour au pas ; ainsi on dil que le recul d’une hélice est de 0,2’, par exemple, lorsqu’une révolution de l’hé-
  - lice ne fait, avancer le navire que de — du pas.
  - L’importance du recul dépend de l’appropriation de l’hélice à l’appareil, d’après sa vitesse et sa forme. En général, les hélices à grand diamètre ont un recul moindre que les hélices à polit diamètre. Le recul diminue le rendement d’appropriation, le travail utile effectué par l’hélice étant moindre que celui précédemment trouvé au point lixe. Le rendement des hélices a grand diamètre est donc meilleur que celui des hélices à petit diamètre.
  - Cela ne veut pas dire cependant que les premières sont préférables aux secondes. Ayant un poids élevé, les hélices à grand diamètre, 5 à 6ra, ne peuvent tourner que lentement, 300 à 400 tours au plus; elles exigent des organes démultiplicateurs de la grande vitesse du moteur, ce qui alourdit l’appareil. Les petites hélices de 2 à 3m de diamètre peuvent tourner très vite à la vitesse du moteur : 1.200 à 2.000 tours à la minute. Ces dernières conviennent pour les aéroplanes, dont la vitesse de translation doit être très grande et la poussée peut être relativement faible, la résistance à l’avancement n’étant pas considérable. On les rencontre à l’avant de la majorité des aéroplanes français, calées surl’arbre du moteur, auquel elles servent de volants, montées surl’arbre à cames (Bréguet) et tournant à 000 tours au lieu de 1.800, disposées par paire derrière le moteur des biplans Wright et marchant en sens inverse à la vitesse réduite de 450 tours.
  - Sur les dirigeables, on utilise les unes ou les autres, celles de grand diamètre, de préférence ; elles sont au nombre de une, deux ou quatre placées à l’avant, à l’arrière ou sur les côtés, une ou deux par moteur.
  - 111. Construction des hélices. — Elles se font en acier au nickel ou
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  - tTifuge très inlense mw2R, vu la grande densité du métal et la rapidité de la rotation, projette violemment les éclats qui peuvent occasionner de graves accidents, tels que la-perte du République. On leur préfère actuellement les hélices en bois : frêne, noyer, acajou, prises d’une seule pièce dans la masse ou mieux formées par de minces lamelles superposées et collées. Ces planchettes disposées suivant deux éventails opposés réunis par le centre sont ensuite calibrées d’après les gabarits de l'épure,puis chevillées. L’équilibrage des pales de l’hélice se vérifie sur une balance ; puis après rectification, on les ponce et on les vernit. Ces hélices réunissent les avantages suivants :
  - 1° Solidité : elles résistent mieux à poids égal que les meilleurs aciers à la force centrifuge, aux vibrations et réactions diverses entraînant des éclatements ;
  - 2° Elasticité : elles sont moins déformables aux chocs que les autres et en tous cas plus facilement réparables ;
  - 3° Légèreté : elles sont deux fois plus légères que les hélices métalliques de même dimension et donnent avec sécurité des poussées de 50 à 200k« suivant le pas adopté et la vitesse ;
  - 4° Bon marché : elles coûtent moins cher que les hélices mécaniques et elles permettent de légères modifications soit dans le diamètre, la forme ou la largeur des pales pour obtenir une variation de vitesse ou de poussée. L’essai préliminaire sur l’appareil permet d’améliorer le rendement d'appropriation.
  - L’hélice intégrale et l’hélice ÀP sont des hélices en bois construites comme il a été dit précédemment et qui ont donné d’excellents résultats sur les dirigeables et les aéroplanes.
  - 112. Hélice à pas variable. — Le
  - rendement d’une hélice varie avec la vitesse de translation de l'appareil sur lequel elle est montée. Une hélice calculée pour une vitesse de 50km à l’heure n’est plus convenable pour une vitesse de 80km. Les moteurs permettent aux aéroplanes d’obtenir des variations de vitesse de plus de 50 0/0 ou de charge utile de 100 0/0. On peut obtenir ce résultat par l’emploi d’une hélice à pas variable. Celle-ci, en augmentant
  - de 30 0/0 la poussée au démarrage, piG- no.
  - rédnit la. uériode d’essor.
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  - prochemenl. ou l'écartement des joues II et I.Le pilule agit suida tigeD guidée par le coussinet E ; celle barre commande le levier G relié par la bielletle B à l'attache A montée en un point de l’aéroplane à proximité de l’hélice.
  - La fourchette G actionne le long de l'arbre M le manchon G, qui entraîne le liras avant de l’hélice par la joue II. Le bras d’arrière esL fixe, solidaire de M par la joue I et son boulon de blocage. Un secteur gradué sur lequel se déplace le levier de commande repère les diverses valeurs du pas.
  - 113. Hélices suslentatrices. — Gomme elles ne progressent pas, leur recul est de 1. Pour obtenir la plus grande poussée possible avec une certaine puissance fournie par le moteur, il faut diminuer la vitesse de refoulement de l’air et, par suite, le pas de'l'hélice et sa vitesse de rotation. D’autre part, puisque le travail est perdu au recul, il faut réduire celui-ci en augmentant la résistance de l'air à l'avancement et, pour cela, augmenter le diamètre; l’hélice s’appuiera sur une couche d’air plus étendue. Seulement, ces grandes dimensions augmentent considérablement le poids de l’appareil, la résistance de l’air à la rotation de l’hélice absorbe trop de force motrice et les frottements de 1 air sur ces surfaces sont considérables, ce qui diminue beaucoup le rendement de construction. C’est pourquoi le degré de perfection de la construction de l’hélice permettra seul de juger du diamètre et du pas que l’on doit employer.
  - XXI. — Dirigeables et aéroplanes
  - 114. Historique. — Le premier projet complet d’aérostat dirigeable fut établi par le général Meusnier en 1784 ; mais il ne fut jamais réalisé, quoique comprenant les éléments essentiels d’un dirigeable.
  - Gilfard, en 1852, en construisit un dans la nacelle duquel il disposa une machine à vapeur qui né put fournir une vitesse propre suffisante. Dupuy de Lomé en 1872 et les frères Tissandieren 1883 firent de vaines tentatives, En 1884, le capitaine Renard put, avec son ballon ta France, parcourir plusieurs kilomètres contre lèvent et revenir au point de départ. Son moteur électrique pesait 4ks par cheval. L’allégement des moteurs était la condition nécessaire de tout progrès nouveau. Les moteurs à essence d’automobile, puis les moteurs légers permirent de réaliser les dirigeables actuels, français, allemands et étrangers.
  - Les essais d’aviation sont plus récents que les précédents. En 1877, Alphonse Penaud fabriquait des aéroplanes légers à moteur en caoutchouc, jouets d’aujourd’hui; Maxim, Ader construisirent des appareils non montés mus par des moteurs à vapeur ; Lilienlhal, Ecrber, Ghanute volèrent sm des planeurs frappés par un courant d’air oblique. En 1306, Santos-Du-mont effectuait un premier vol de 2001" sur un biplan muni d’un moteur i essence, puis, l’année suivante, Farman et Delagrange, sur biplan Voisin puis Blériot, sur monoplan, volèrent à leur tour. En Amérique, les frères Wright, sur leur biplan, réussissaient de jolis vols. Après la randonnée d(
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  - Farman, de Cliâlons à Reims (30 octobre 1908), la traversée de la Manche par lîlériot, le meeting de Reims mit en évidence les progrès considérables réalisés en aviation en quelques années.
  - 115. Dirigeables. — Pour le gonflement, on emploie exclusivement l’hydrogène, qui, à cause de sa grande légèreté (densité 0,07(1) par rapport au gaz d’éclairage (0,60'), permet de réduire le volume du ballon pour obtenir la même force ascensionnelle. La résistance à l'avancement du navire étant aussi faible que possible, ou peut atteindre la plus grande vitesse propre réalisant une plus grande dirigeabilité.
  - Cela dit, on peut classer les dirigeables actuels en trois
  - catégories :
  - Le type souple, comme le Vdle-de-Paris, le Colonel-Renard, le Cle'menl-Bai/ard;
  - Le type rigide, comme le Zeppelin allemand ou le Spiess français ;
  - Le type semi-rigide, connue lesPairie, République. Nous décrirons avec quelques détails les deux premiers types.
  - 116. Type souple. —La ligure 117 représente l’élévation latérale du Ville-de-Parïa. La carène A est formée d'un tissu caoutchouté spécial ; elle est fuselée (allongement 5,75), porte une queue H à empennage souple composé de quatre ballonnets, deux stabilisateurs C, C/ horizontaux, deux d’enquillage B, B' verticaux. Pour diminuer la résistance à l’avancement, les ballonnets sont coniques, fixés sur le ballon suivant une génératrice et communiquent avec l’intérieur de la carène par des trous.
  - Le ballonnet à air intérieur permettant de maintenir le ballon'plein est formé d’une doublure comprenant la partie inférieure de la carène jusqu'il la ralingue D' de suspension. II est partagé par une cloison étanche endeux parties gonflées pat* deux manches communiquant avec le manche relié au ventilateur M, qui envoie l’air à volonté dans l’un ou l’autre des compartiments. Les manches forment naturellement clapet de retenue.
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- - Deux soupapes automatiques à gaz se trouvent en dessous et à l’arrière du ballon, deux autres automatiques à air en dessous du ballonnet. Ces soupapes peuvent se commander à la main.
  - La nacelle est une poutre armée fusiforme en tubes d’acier réunis par des raccords portant les bossages nécessaires à la fixation de tous les blets tendeurs. Elle est garnie d’étoffe caoutchoutée et de tôle d’aluminium vers le moteur, les cabines du pilote et des voyageurs.
  - Les gouvernails de profondeur d’avant et d’arrière Q et O' sont formés par deux plans parallèles superposés en acier.
  - Le gouvernail R est constitué par deux plans parallèles entoilés. Les gouvernails sont équilibrés et commandés par des câbles d’acier actionnés par des organes irréversibles.
  - La ralingue D de suspension porte des bâton-
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  - nets de buis amarrant les pattes d’oie où se fixent les suspentes en acier G de la nacelle. Les pattes d’oie du réseau triangulaire F sont amarrées à la seconde ralingue D'.
  - Le moteur K à essence de<S0 HP actionne, par l’intermédiaire d’un engrenage démultiplicateur I, une hélice 11 en noyer de Gm de diamètre à pas de 8"1 à droite, Taisant environ 180 tours à la minute.
  - La partie travaillante des deux pales est en acajou verni et le dos tendu de toile caoutchoutée.
  - L’hélice, pesant 90k«, est placée à l’avant; elle est articulée, à inclinaison centrifuge variable automatiquement.
  - S,
  - Fig. 118. — Le Glçmenl-Bayavd.
  - La ligure 118 représente le Clemenl-Bayard, du genre du précédent.
  - Au même type appartiennent les ballons de sport démonta b les construits par la Société française Zodiac.
  - Ces petits ballons, cubant 700“3 environ, se gonflent au gaz d’éclairage, six fois moins cher que l’hydrogène; ils permettent
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  - un voyage de plus de trois heures et peuvent enlever un ou deux voyageurs.
  - 117. Type rigide français Spiess (fig. 119-120). — La carcasse rigide est en bois creux étoilé de résistance supérieure au bambou. Les raccords reliant les différentes pièces de la carène et de la nacelle sont en aluminium. La rigidité et la solidarité du système sont complétés par un réseau de tendeur 1 en fils d’acier se réunissant au centre des raccords en aluminium pour (pie le réglage en soit facile de l’extérieur. Des tambours, ' constitués par un rayonnage de fils d'acier partant d’un moyeu central, servent d'entretoises à la carcasse et la divisent en douze compartiments.
  - Elévation latérale
  - Vue cnbout par l'avaryt.
  - Plan vu en dessous
  - Fig. 119-120 P).
  - La carène a la forme d’un solide de révolution, cylindrique dans sa partie centrale et terminée par deux cônes inégaux. Le cône arrière (201") est sensiblement plus effilé que le cône avant (12m) pour diminuer les remous d’aspiration. La carcasse est recouverte de toile; les douze ballons intérieurs situés dans les compartiments ont une enveloppe B en coton spécial ; ils sont isolés du contact de l’air ambiant par un matelas d’air. Ils n’exigent pas de ballonnet intérieur, puisque la .carcasse rigide suffît à assurer la permanence delà forme. La nacelle et la carène forment un tout rigide; les quatre hélices Jl, II sont placées à hauteur de l’axe de poussée sur le carène.-Les deux moteurs de la nacelle sonl reliés à l’arbre
  - (') Figure extraite de VAérophile.
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  - des propulseurs par des cardans et des engrenages. Un moteur de 120 IIP placé à chaque extrémité de la nacelle actionne par une transmission en V deux hélices de grand diamètre à régime lent. Chaque groupe comprend un embrayage et une marche arrière.
  - Le lest, constitué par de l’eau, est contenu dans un réservoir central H; il peut être dirigé, au moyen d’une pompe, vers l’un ou l’autre des réservoirs II', II" placés aux extrémités pour compléter l’action des gouvernails de profondeur. L’empennage horizontal E est constitué par des toiles tendues sur un cadre rigide et assure la stabilité.
  - Deux groupes de stabilisateurs ou gouvernails de profondeur triplans S, S sont placés à l’avant et à l’arrière de la carène, à hauteur de la génératrice inférieure. Un gouvernail vertical biplan G, placé sous la poupe, assure la direction.
  - Des amortisseurs spéciaux A sous la nacelle, à l’emplacement des moteurs et du réservoir central, mettent la carcasse à l’abri des chocs brusques à l’atterrissage.
  - 118. Monoplan Antoinette. — Comme type de monoplan, nous prendrons nn « Antoinette » conslmil par le distingué ingénieur Levavasseur, appareil qui a permis à l’habile Latham d’évoluer avec une aisance et une majesté remarquables au-dessus des plaines de Champagne (août J909).
  - La carène fuselée F est à section triangulaire, elle se termine à l’avant par une étrave destinée à fendre l’air, elle s’amincit progressivement à barrière.
  - La sustentation est assurée par deux grandes ailes A, A de forme trapézoïdale, relevées aux extrémités pour former unV très ouvert, attaquant l’air sous un angle de 4°.
  - Les ailes ont L2m,80 d’envergure et une surface totale de 50m2 ; elles sont maintenues en position par des haubans en fil d’acier.
  - La carène et les ailes sont revêtues d’une toile plusieurs fois vernie et poncée pour prendre un poli parfait favorisant le glissement de l’appareil sur l’air.
  - L’empennage vertical D de la queue assure la stabilité de route ; le gouvernail vertical de direction G est placé à l’arrière de cette quille.
  - La stabilité longitudinale est obtenue par les empennages horizontaux S£ de la queue; le gouvernail de profondeur, d’une seule pièce G*, est situé dans le prolongement des empennages horizontaux.
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  - On voit que l’appareil se comporte comme une flèche plom-
  - bée à l’avant et empennée à l’arrière. Il est à la fois excellent
  - Fig. 121-122. — Monoplan Antoinette, (gauchissement).
  - A, aile ; R, patin de frêne flexible; C, support de l’arrière de l’appareil ; 1), empennage vertical ; F, fuselage ; G,, gouvernail de direction en deux parties ; Go, gouvernail de profondeur d'une seule pièce; II, hélice; M, moteur; P;, P2, “poutrelles parallèles de la membrure des ailes; R, roue du châssis porteurS, siège de l’aviateur; St, empennage horizontal; V(, volant de commande du gauchissement des ailes; V2, volant de commande du gouvernail de profondeur ; /', fermes normales aux poutrelles (membrure des ailes) ; a, morceau de frêne prolongeant l’étrave; be, partie dans laquelle le pont supérieur s'abaisse en s’incurvant; e, étrave; hi, màt auquel sont reliés les haubans supérieurs.
  - projectile et admirable instrument de lutte contre le vent. Pour lutter contre les coups de vent ou pour virer, le pilote
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  - Fie.. 12.U — Monoplan Antoinette-
  - ailes; 11, hélice; M, moleur ; R, voues du châssis porteur; am, amortisseur d'atterrissage; G,, C2, haubans inférieurs d’avant reliant les ailes à la quille; e, étrave; f, fermes normales aux poutrelles; f\, f.>, haubans supérieurs reliant les ailes au mât /i»; //(, g2, haubans inférieurs d’arrière reliant les ailes nu châssis amortisseur ; /ij, h2, /i;>, /t;, poinçons en bois placé au milieu de la longueur des ailes ; 1,2, 3, 4, haubans placés en arbalétriers au-dessus et au-dessous de l’aile de tribord ; à, (j, 7, 8, haubans placés en arbalétriers au-dessus et au-dessous de l’aile bâbord.
  - v-
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  - actionne les ailerons articulés tà l’extrémité et à l’arrière des ailes [fig. 124), situés dans le plan de celles-ci au repos. Ces ailerons sont reliés entre eux par une commande qui relève l’un quand l’autre s’abaisse pour que les elïets s’ajoutent. Ils sont remplacés souvent par les ailes gauehissables.
  - L’appareil repose, par l'intermédiaire d’un amortisseur am à piston à air comprimé, .sur un châssis porteur à deux roues H.
  - Le prolongement du patin B, de plus de 1"‘ à l’avant de l’appareil, protège l’hélice à l’alterrissage ; les béquilles préservent les ailes, et la crosse placée sous la queue protège celle-ci.
  - Le groupe moto-propulseur esl constitué par un moteur « Antoinette » de oodlx à huit cylindres en V et une hélice à à deux pales montée directement sur l'arbre moteur. Son pas
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  - esl. de im,30; elle tourne à 1.101) tours, régime normal; son
  - Km. 12G. — Châssis iïlériot
  - diamètre, 2,n,20; le pas est variable enchangeanl l’orientation des ailes. L’appareil pèse 520^'. '
  - 119. Quelques types de monoplans. — A titre documentaire, nous donnons les caractéristiques des principaux monoplans ayant donné de bons résultats.
  - Les Blériot (fig. 125), comprenant plusieurs types, sont plus petits, plus légers et plus rapides que les précédents. Les ailes gauchissables arrondies à leurs extrémités ont faible surface (14'"2, envergure de 8"',60 pour un appareil pesant 200ks à vide et pouvant transporter 120k» de poids utile).
  - La quille E est supprimée sur les nouveaux modèles.
  - Le gouvernail de profondeur à l'arrière est constitué par deux ailerons G',G' disposés de part et d'autre de l’empennage fixe horizontal E' de la queue.
  - Le fuselage non entoilé est formé par une poutre année rectangulaire portant le gouvernail de direction G très réduit à l’arrière, reposant à l’avant sur un châssis porteur amortisseur Blériot à deux roues (fig. 126) et sur une roue à l'arrière.
  - On voit que toutes les masses sont concentrées â l’avant, ce qui est favorable à la vitesse et à la solidité de l'appareil, mais, par contre, est moins bon nour la. stabilité lnmriimlinnla
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  - Le Ilanriot tient de l'Antoinette par sa carène en forme de batean, sa queue empennée qui n’en diffère que par la forme des gouvernails : gouvernail vertical formé par un seul plan trapézoïdal, gouvernail de profondeur constitué par deux ailerons trapézoïdaux encadrant le précédent. Les ailes arrondies gauchissables rappellent le Blériot.
  - Le Tellier se rapproche plus du Blériot, même fuselage, mais les ailes ont la forme d'un trapèze rectangle. #
  - Le Nieuport est à ailes rectangulaires, à carène, à queue biplan et à stabilisation automatique.
  - Le Pischof-Kochlin, très léger (200ks), actionné par un moteur de 20 I P Dutheil-Chalmers, présente une queue rectangulaire très développée (3"’ d’envergure). L'Albatros est muni d’un gouvernail de profondeur à l’avant.
  - Dans la Demoiselle Santos-Dumonl etle Saulnier, l’aviateur est placé>au-dessous des ailes, tandis que le moteur est monté à l’avant au-dessus du fuselage non entoilé. La surface portante (12'“2) et le poids total en ordre de marche (145k«) de la Demoiselle sont très réduits. Elle présente encore une queue à empennage cruciforme orientable en tous sens à l’extrémité de la pointe du fuselage triangulaire. Dans le Saulnier, le gauchissement est remplacé par une x^ariation totale d’incidence des ailes.
  - 120. Biplan l’annan. — Cel appareil, dérivé du biplan cellulaire Voisin, a permis.à son constructeur de conquérir le record du monde de disLance et de durée (190km en 3h4m5Gs). Voici ses caractéristiques :
  - Le corps est constitué par un fuselage de pièces de bois de 12m de longueur.
  - Les deux plans porteurs A, A, égaux, de 10m X 2m, sont superposés à une distance de 2m; ils portent en arrière et à l’extérieur chacun deux grands ailerons aa jouant le môme rôle que ceux du monoplan précédent pour la stabilité transversale. La queue cellulaire O, formée de deux plans horizontaux E de 2m X 2m, réalise automatiquement la stabilité longitudinale.
  - Le gouvernail de profondeur monoplan G' est placé loin en avant pour augmenter son efficacité, il est commandé par un levier et règle l’angle d’allaque des plans porteurs.
  - Le gouvernail de direction G, G est constitué par deux plans verticaux placés entre les plans horizontaux de la queue cellulaire.
  - L’appareil est supporté à l’avant par un système mixte de deux patins P à amortisseurs à ressorts et de quatre roues
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  - caoutchoutées, ci, à Tarn ère par'deux [roues porteuses sous la cellule stabilisairice.
  - L’hélice intégrale Chauvière'Il, de pas lm,15,est moulée sur le moteur rolalif Gnome à sept cylindres de 50l'hx. L’aviateur
  - Fig. 127.
  - se place devant le moteur. L’hélice tourne en arrière du plan porteur inférieur, dans une échancrure ménagée à cet effet. L’appareil pèse o5()kg en ordre de marche.
  - Tout récemment, Henri Farman vient de voler une heure avec trois passagers sur un nouvel appareil différant de celui que nous venons de décrire par un plan porteur supérieur plus étendu, tandis que l’inférieur est réduit, et par une réduction de la cellule.
  - 121. Quelques types de biplans 1910. — Le Sommer diffère peu du Farman, la queue est cruciforme et repose sur un patin en bois cintré, la direction est assurée par le gauchissement du plan vertical de cette queue, les patins d’atterrissage sont recourbés à l’avant et reçoivent le gouvernail d’avant monoplan.
  - Le Voisin primitif cellulaire élait caractérisé par de nombreuses surfaces verticales (2CK2) pour l’équilibre transversal. Elles disparaissent dans le nouveau modèle, la queue est en forme de té. L’appareil repose sur 4 roues, une sous la queue, une sous le gouvernail d’avant, deux au châssis porteur.
  - Le Maurice Farman est constitué par deux cellules don! les snvl‘n/»oc
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  - Le Wright a ses deux plans porteurs rectangulaires arrondis aux extré mités postérieures gauchissables. 11 présente deux surfaces verticale demi-circulaires au milieu du stabilisateur biplan avant, et un gouvernai de direction biplan à l’arrière. Le capitaine Elevé installe à l’arrière so stabilisateur à girouette. Dans le type français, les patins sont montés su trois roues porteuses qui dispensent du pylône de lancement. Cornin nops l’avons déjà dit, le moteur actionne deux hélices tournant en sen inverse à la vitesse réduite de 450 tours.
  - Le Goupg, à fuselage lîlériot non entoilé, porte des ailerons de part e d’autre des plans sustentateurs. Les plans inférieurs sont rejetés quelqu peu en arrière des plans supérieurs, de telle sorte que les montants le reliant font un angle de 30“ avec la verticale. L’hélice est à l’avant, con traireinent aux autres biplans.
  - Le Bréguel à carène présente quatre plans verticaux de dérive pou l'équilibre transversal, une queue cruciforme, des ailes gauchigsables, uni hélice en aluminium à trois pales tournant à la demi-vitesse du moteur disposé à l’avant de l'appareil.
  - 122. Biplans et Monoplans. — Nous ne croyons pas devoir nou prononcer en faveur du monoplan - ou du biplan, nous serions d’abon embarrassés, car d'habiles pilotes ont accompli des performances reinar quables avec les deux genres d’appareils.
  - A l’actif des monoplans, nous avons à enregistrer les exploits de Blério (.Libellule, fig. 125), entre autres sa traversée de la Manche ; les prouesse de Latharn volant au-dessus de Berlin et atteignant le premier la hauteu de l'.lOÛ'" au camp de Châlons ; le raid de Santos-Dumont fdant, à 90km l’heure sur sa Demoiselle, de Saint-Cyr à Bue.
  - Les biplans, avec lesquels Santos-Dumont, Delagrange et Farman et le Wright effectuèrent les premiers vols,détenaient primitivement les grand records :
  - Record de vitesse (90.k"'), avec Curtiss (Américain) (1910) ;
  - Record de distance et de durée, avec Karman (Reims, 1909) ;
  - Record des passagers, avec Farman (Châlons, 1910) ;
  - Record de hauteur (l.300'n), avec Paulhan sur biplan Farman (Los Ai geles, 1910);
  - Voyage de Londres à Manchester (298k™ en 41' 12"1), par Paulluin sur b plan Farman (28 avril 1910) ;
  - Double traversée la Manche : Douvrcs-Calais-Douvres, en l1' 1/2, pi l'aviateur anglais Rolls sur biplan Wright (2 juin 1910).
  - Les monoplans ont pris leur revanche et ont fait tomber les précéden records à la deuxième grande semaine de la Champagne (juillet 1910) :
  - Record de hauteur (1.3S4"1), Latharn sur Anloinelle ;
  - Record de vitesse (10(>k,n à l'heure), Morane sur Blériol;
  - Record de distance et de durée :
  - (340k"‘ en 4h 34'"), Labouchère sur Anloinelle ;
  - \390km en 5h 4'"), Olieslagers sur Blériol.
  - Plus récemment, Chavez, Rrexel et Morane, tous trois sur Bléric s’élèvent respectivement à 1.648™, 2.013'", 2.040"'; tandis qu’à New-Yor Brookins sur biplan Wright monte jusqu’à 1.882™.
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  - Radley pilotant un Blériot s’adjuge le record du monde de vitesse av 120l'm à l’heure.
  - Leblanc et Aubrun, montant des Blériot également, bouclent le circi de l’Est (790km en 6 étapes), le premier en 12h, le second en 131- 1/2 (août 191
  - EXERCICES A RÉSOUDRE
  - 1. - Une carène fusiforme, d’allongement 3, à 11"’ de diamètre au niait] couple. Elle s’avance avec une vitesse propre de 14m contre un vent c bout de 3'" à la seconde. On demande :
  - 1° Quelle est la résistance à l’avancement;
  - 2° Quelle est la puissance utile nécessaire pour vaincre cette résistant
  - 2. — Le monoplan Antoinette à ailes gauchissables (ftg. 121 à 1! attaque l’air sous un angle de 4°. La surface portante est de 50. Evalu en appliquant la formule de Soreau :
  - 1° Le poids que l’appareil peut soulever (poids de l’aéroplane compri
  - 2° La traînée horizontale ;
  - 3° La puissance utile nécessaire à la sustentation.
  - On effectuera les calculs pour une vitesse de 90km à l’heure.
  - 3. — Les surfaces portantes d’un biplan sont constituées par deux gran plans rectangulaires d’envergure 10"',50 et de largeur 2m et par deux plo carrés horizontaux de queue de 2'" x 2'". La dislance de ces plans sop< posés est de 2"’ poür ne pas gêner l'action de l’air. Quand les ailes attaque l’air sous un angle de 10°, la queue plus effacée ne présente qu’une in dence de 5°. En admettant une vitesse de l2km à l’heure, calculer :
  - 1° La résistance de l’air respectivement sur les ailes et sur la queue;
  - 2° La poussée totale et la traînée totale;
  - 3° La puissance utile nécessaire à la sustentation.
  - 4. — Admettons que ce biplan se cabre et accroisse de 2° l’angle d’attaq des ailes et celui de la queue. Calculer les nouvelles valeurs de larésistan de l’air sur ces organes et ses variations relatives respectives. Evaluer nouvelle valeur de la traînée.
  - 5. — Le gouvernail de profondeur d’avant d’un biplan Farman a 5m long sur l'",10 de large. Calculer la poussée de l’air pour des inclinaiso de 2", 5°, 10°, 13°, 20°, 30°, 45° avec le plan horizontal. Construire grapl quement la courbe figurant ces variations pour une rotation progressi du gouvernail de 45° au-dessus et au-dessous de l’horizon.
  - 6. — Le gouvernail vertical d’un biplan Farman est formé d’un pl vertical axial de 1”',10 x l'n,30. L’appareil filant à une vitesse de 80k" l’heure, évaluer la pression de l’air sur le gouvernail quand il fait un anj a» 9f;<> avpi‘ l’.-ivfi Inno-itndinal de l’aéronlane.
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- - 178
  - MÉCANIQUE
  - 7. — Le gouvernail arrière d’un monoplan est formé par deux surfaces carrées de 0'",G0 de côté, mobiles autour d’un même axe horizontal situi à 6'“ du centre de gravité de l’appareil. Calculer l’ctict rotatif produit autou d’un axe horizontal transverse passant par le centre de gravité, quand oi abaisse le gouvernail de 30° sur l’horizon en supposant une vitesse de 86'"“ ; l’heure.
  - 8. — Un monoplan Hanriut de I0m d’envergure exécute un virage de CO1 de rayon à une allure de OO1-"' à l’heure. On demande :
  - 1° Les vitesses des extrémités des ailes (le rayon du virage étant donm pour l’axe longitudinal de l’nppareil);
  - 2° La différence de poussée de l’air sur les deux ailes, la surface tolah des ailes étant de 24'"- ;
  - 8° L’inclinaison transversale de l’aéroplane pour effectuer un bon virage
  - 9. — Un Blériol fait 90lim à l’heure avec un moteur Gnome de 50 dix. Oi désire construire un appareil semblable devant réaliser une vitesse de 1 TJ0u' à l’heure. Trouver une limite inférieure et une limite supérieure de h puissance du groupe moteur à adopter.
  - Pour obtenir une limite inférieure, on ne tiendra pas compte de l’aug mentalion de résistance due à un plus grand encombrement de l’appareil La limite supérieure se calculera en considérant un aéroplane homothé
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- - AÉRONAUTIQUE
  - 179
  - Origine des documents ayant servi à la composition et à la rédaction de cet ouvrage :
  - a) Communications de MM. Aster (Société anonyme); Baverey; Besse; Bonvillain et Bonceray; Bosch; Boudréaux; Brouhot et Cio ; Buron; Canaud (J.-L.), ingénieurs; Cail (Société des Anciens Etablissements); Clément (Automobiles Bayard) ; Cliaron (Société des Moteurs) ; L. Cliauvière ; chemins de fer de l’Est (Compagnie des); Colin, ingénieur E. C. P., directeur des Aciéries d’Outreau ; Cockerill (Société anonyme); Darracq ; Decauville ; De Diétrich ; De Dion-Bouton; Delaunav-Belleville ; De Naeyer ; Deschamps (Jules), ingénieur-conseil; Desrumaux; Dujardin et Gic; Duriez, ingénieur, directeur des Usines de Tramways de Boulogne-sur-Mer; Du Temple (Société des Générateurs); Electro-Mécanique (Compagnie); E.N.V. motors limiled ; Escher-Wyss et Cio;Farcot; Fonderies et Ateliers delà Courneuve; Gnome (Société des Moteurs); Gasmotoren Fabrik Deutz; Glaenzer, Perreaud et Thomine; Green's Economiser; Henry llamelle; Kœrting (Société française) ; Leflaive et Ciü ; Leroux et Gâtinois ; Longuemarre; Longwy (Aciéries de); Malicetet Blin; Michelin; Micheville (Aciéries de); Monlupet, ingénieur-conseil; Mnnzing and C° ; Muller et Boyer; Niclausse (J. et A.) ; Niel (Société des Moteurs); Normand; Otto (Société française) ; Panhard et Levassor (Société des Automobiles) ; Peugeot; Piat (Les fils de A.); Pierson (J. et O.-G.); Quinart, chef des travaux de tissage à Reims; Pigiiet et Cic; Bateau (Société des Appareils); Riclié (Compagnie du Gaz); Renault frères; Bip (Société des Automobiles); Richard (Jules), appareils de précision; Roser ; Royer et Joly; Sabrou (Etablissements); S. C. A. R. ; Schneider et Gi0 ; Siegener Maschi-nenbau Aktiengesellschaft; Singrun frères; Sulzer frères; Teissct, Chapron et Brault; Thirion et fils; Unie (Société des Automobiles); Westinghouse (Compagnie) ; Weyheret Itiehemond (Société des Anciens Etablissements) ; Worthington (Société française).
  - b) Notes et croquis relevés aux cours de nos voyages d’études et visites industrielles.
  - c) Publications : Aérophile (F); Auto (T); Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de France ; Bulletin technologique delà Société des Anciens Elèves des Ecoles nationales d'Arts et Métiers; Bulletin de l’Association des Industriels de France contre les accidents du travail; Machine moderne (la); Omnia; Sports (les); Technique moderne (la).
  - d) Ouvrages : Aragon, Résistance des matériaux ; Bouzv, Cours de technologie; IIanha, Cours de métallurgie ; Marciiis, Navire aérien; No lut, De la surchauffe et du surchauffeur Schwœrer; Renard (commandant Paul), VAéronautique ; Tatin, Eléments d’aviation ; AValckenaer, Rapport dujurg
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - MOTEURS INDUSTRIELS A EXPLOSION OU A COMBUSTION INTERNE
  - Pages.
  - I. Notions générales. — Définitions, historique..................... 1
  - II. Combustibles gazeux. — Gaz d'éclairage, gaz à l’air et à l’eau, gaz
  - de bois, gaz de fours à coke, gaz de hauts fourneaux........... 2
  - III. Fours et gazogènes. — Définitions, gazogène à double combus-
  - tion lliché; gazogènes par aspiration : Otto, Glaenzer, Munzel, Lencauchez; four à gaz de bois Riche............................. 10
  - Exercices d résoudre............................................. 28
  - IV. Combustibles liquides. — Pétroles, alcools; carburateurs : Claudel,
  - Aster.............................................................. 30
  - V. Classification des moteurs à combustion interne. — Cycle du fonctionnement, dispositions diverses des cylindres................... 37
  - VI. Moteurs à quatre temps. — Fonctionnement du cycle à quatre
  - temps, régulation de la distribution; utilité d’une période de compression; moteur à simple effet: Munzel, Westinghouse; moteur à combustion Rodolphe Diesel; moteur à double effet de la Gas-moteren Fabrik Deutz............................................. 39
  - VII. Moteurs à deux temps. — Cycle à deux temps, moteur Kœr-
  - ting, moteur Claudel......................................;.... 33
  - VIII. Installation, conduite et entretien. — Installation d’un moteur
  - industriel, réglage des moteurs à explosion, mise en marche, conduite, entretien, consommation, prix de revient de la force motrice........................................................ 60
  - Exercices à résoudre............................................... 69
  - IX. Turbine à gaz ou à essence. — Principe, turbine Lemale et Armen-
  - gaud, avantages des turbines.................................... 72
  - AUTOMOBILE
  - X. Carburateur.— Rôle, carburateur à pulvérisation ; carburateurs
  - automatiques : Krebs, Zénith..................................... 75
  - XI. Moteur. — Généralités, moteur de Dion-Bouton, variante des
  - autres moteurs, moteur sans soupapes, moteur duplex Boudréaux-Verdet, puissance d’ün moteur...................'................ 78
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- - 182
  - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - XII. Allumage. — Incandescence, accumulateurs, magnéto et bougies,
  - avance à l’allumage............................................. 86
  - XIII. Refroidissement du moteur. — Nécessité du refroidissement,
  - ailettes, circulation d’eau, thermo-siphon, mise en marche du moteur, recherches à faire en cas d’arrêt........................ 92
  - XIV. Transmission du mouvement du moteur aux roues motrices
  - d'une automobile. — Embrayage, changement de vitesse et de marche, transmission flexible, différentiel, essieux, freins..... 99
  - XV. Organes de l’automobile assurant sa direction, son confort et
  - supportant les mécanismes. — Direction, roues pneumatiques, ressorts, suspension de la vuiturette Uip, nature des châssis, emplacement, des organes sur un châssis......................... 110
  - XVI. Motocyclette................................................. 120
  - AÉRONAUTIQUE
  - XVII. Résistance de l’air. — Déplacement d’un plan, surfaces courbes
  - inclinées...................................................... 123
  - XVIII. Sustentation. — Deux modes : statique, dynamique ; planeurs, cerfs-volants; sustentation orthoptère, sustentation oblique; moyen d’améliorer la qualité sustenlafrice des aéroplanes......... 127
  - XIX. Direction. — Le vent pour J’aéronaule, vitesse propre et vent propre, mouvement absolu du navire aérien, angle abordable, dirigeabilité partielle, dirigeabilité totale, réalisation de grandes
  - vitesses propres, dirigeabilité pratique, pilotage en altitude, stabilité déroute, stabilité longitudinale, stabilité transversale; équilibre des forces agissant sur un dirigeable, sur un aéroplane...... 136
  - XX. Groupes propulseurs. — Généralités; moteurs d’aviation: Gnome,
  - Earcot; hélices aériennes, construction, hélices à pas variable, hélices sustentatrices........................................... 154
  - XXI. Dirigeables et aéroplanes. — Historique, dirigeables, type
  - souple, type rigide; monoplan Antoinette, autres monoplans; biplan Farman, autres biplans...................................... 164
  - Exercices à résoudre.................................................... 147
  - Origine des documents ayant servi à la composition et à la rédaction du cours élémentaire de mécanique industrielle........................ 179
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- - H. DUNOD et E. PINAT, Libraires-Éditeurs
  - 47 et 49, Quai des Grands-Augustins, 47 et 49 — PARIS (6°)
  - DE
  - L’E|IS£II}|I£|QE)II TECHNIQUE
  - PUBLIÉE SOUS LA DIRECTION DE MM.
  - Michel LAGRAVE, Inspecteur général honoraire de l’Enseignement technique et Émile PARIS, Inspecteur général de l’Enseignement technique
  - Secrétaire général : G. BOURREY, Inspecteur de l’Enseignement technique
  - SÉRIE A. — Volumes à l'usage des Écoles pratiques de Commerce et d’industrie, rédigés d’après le programme du 28 août 1909
  - Les ouvrages ci-après sont en vente ou à l’impression
  - COURS D’flISrOIRE CONTEMPORAINE (2 «i.)
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  - Agrégé de l’Université, Professeur à l'Ecole supérieure pratique de Commerce et d'industrie de Paris
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  - Professeur à l’Ecole pratique de Commerce et d’industrie de Dijon
  - Paru: Tome I. La France de 1739 à 1848. In-IG de vn-242 pages, avec caries....................................................... 2 50
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  - Professeur à l’Ecole centrale des Arts et Manufactures
  - Professeur à l’Ecole pratique de Commerce et d'industrie de Maubeuge
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  - Inspecteur de l'Enseignement technique Professeur à l’Ecole des Hautes Etudes Commerciales
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  - Préface de M. HALLER, membre de l’Institut
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  - Directeur à l’Ecole pratique d’industrie de St-Etienne
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  - Licencié ès sciences mathématiques Professeur à PEeole pratique d’industrie de Reims
  - Préface de M. PARJON, ancien élève de l’Ecole Polytechnique Inspecteur de l’Enseignement technique
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  - — — H. In-16 de 359 pages, avec 327 fig....................... 4 50
  - — — III. In-16 de 1S2 pages, avec 127 fig....................... 2 50
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  - Ancien élève de l’Ecole supérieure d’Elcctricité Professeur à l’Ecole pratique d’industrie de Reims
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  - Professeur à l’Université de Paris, Directeur de l’Ecole supérieure d’Electricité
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  - Professeur agrégé de l’Université Examinateur à l’Ecole supérieure pratique de Commerce et d’industrie de Paris
  - Sous-Directeur
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  - COURS D’ARITHMETIQUE
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  - F. DAUCHY
  - Professeur agrégé de l’Université Examinateur à l’Ecole supérieure pratique de Commerce et d’industrie de Paris
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  - (Sous presse)
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  - L. CHAMBONNAUD
  - Professeur d’Ecole pratique, détaché à l'Ecole supérieure pratique de Commerce et d’industrie de Paris
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  - à l’Ecole pratique de Commerce de Limoges
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  - COURS D’ANGLAIS COMMERCIAL
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  - L. CHAMBONNAUD
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  - Professeur à l’Ecole pratique, détaché à l’Ecole supérieure pratique de Commerce et d’industrie de Paris
  - Professeur
  - à l’Ecole pratique de commerce de Limoges
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  - COURS DE LANGUE ESPAGNOLE (i vol.)
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  - Morale. — Langue française. — Commerce et Comptabilité industrielle. — Economie industrielle. — Législation ouvrière. — Technologie. — Hygiène générale. — Économie commerciale. — Marchandises. — Calligraphie. — Sténographie et Dactylographie. — Langue allemande.
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