HISTOIRE DE L'AVIATION

LES PRECURSEURS



Les premiers résultats enregistrés avec les ballons avaient ancré l'idée que pour évoluer dans l'air il fallait être plus léger que lui. On en resta longtemps persuadé. Il fut difficile d'y revenir et cela retarda les progrès.

Les premiers essais

Bien des intrépides, avec des ailes fixées dans le dos, se sont élancés dans le vide. Mais, après quelques battements d'ailes, cela se terminait à peu près toujours de la même façon.
Comme en 1742, le Marquis de Bacqueville aurait volé au-dessus de la Seine en s'élançant de son hôtel avant de tomber sur un bateau de lavandière et de se casser la jambe.
Legende Marquis Bacqueville
Launoy - Bienvenu Le 26 avril 1784, les Français Launoy et Bienvenu font voler devant l'Académie royale des sciences un petit modèle très simple mû par un mécanisme de ressort à arc qui anime deux hélices contrarotatives en forme de plumes d'oiseau. Mais l'essor des montgolfières occulte complètement cette invention, qui tombe dans l'oubli.
Vers 1796, le baron anglais CAYLEY (celui qui s'était déjà intéressé aux ballons) fut l'un des précurseurs de l'aéroplane et de l'avion. Il comprit que l'on devait abandonner l'idée de faire voler une machine avec la seule force de l'homme et qu'il fallait, abandonner l'idée d'une aile battante, et donc diriger les recherches vers une aile fixe munie d'une hélice et d'un moteur pour l'actionner... Il conçut et dessina une aile. Il fit voler plusieurs maquettes.  Cayley dessin
Legende Cayley planeur Il étudia les forces aérodynamiques et il mit en évidence la portance et la traînée. Il publia plusieurs ouvrages qui furent utilisés par les pionniers qui lui succédèrent.
A partir de 1804 il réalise plusieurs maquettes volantes.
En 1849 il réalisa un planeur sur lequel il fit monter d'abord un enfant de 10 ans et ensuite (1852), sur un modèle plus évolué, son cocher, jugeant préférable, probablement dans l'intérêt de la science, de rester lui-même au sol pour une meilleure observation.
Après 1843 il énonce pour la première fois le concept du “Convertiplane”, une sorte de girodyne permettant un décollage vertical au moyen de deux doubles rotors contrarotatifs, puis une propulsion horizontale en transformant les rotors en ailes circulaires portantes, la propulsion horizontale étant réalisée par deux hélices verticales  Cayley dessin
Contrairement à Cayley, William Henson était un farfelu !
En 1842, il crée l’Ariel. C'est un aéroplane équipé d’un moteur à vapeur, très perfectionné pour l’époque. Cinquante mètres d’envergure, 26 mètres de longueur et 10 mètres de largeur d’ailes, cet avion était impressionnant. Lors de son premier essai pourtant, le moteur n’a pas résisté à sa taille et l’Ariel n’a jamais pris son envol. Henson, découragé, a abandonné le projet.
Et contrairement à ce que cette illustration de 1843 laisse supposer ses projets n'ont jamais volé.
Un vol imaginaire de l'Ariel dessiné par William Henson ⇒
Il n'en a pas moins créé une compagnie aérienne et proposait des survols des pyramides d'Egypte au millieu de XIXème siècle… Cela me rappelle un peu ceux qui commercialisent aujourd'hui des chambres d'hotel sur la Lune et des vols vers Mars.
Legende William Henson
Planeur Le Bris Le breton Jean-Marie Le Bris reprends, probablement sans le savoir, l'expérience de Cayley avec son cocher. Il aurait réussit à faire s'élever un planeur de sa fabrication "l'Albatros" sur la plage de Sainte-Anne-la-Palud en décembre 1856. L'engin décolle, posé sur une charrette, face au vent et tiré par un cheval. Le Bris a inventé le contrôle du vol en agissant sur l'incidence des ailes. (Brevet de mars 1857).
⇐ Jean-Marie Le Bris et son Albatros 1968

En 1871 Pénaud construisit et fit voler un petit planeur monoplan à hélice en caoutchouc baptisé Planophore. Le Planaphore constitue un maillon manquant entre le planeur de Cayley et les avions "modernes". Grâce à lui, Pénaud parvint à démontrer les conditions de la stabilité d'un engin volant que Cayley avait mis en évidence , mais n'avait pas totalement élucidé. Les frères Wright le considéraient comme un de leurs plus importants prédécesseurs.

Planaphore
Cerf-Volant Hargrave Vivant en Nouvelle-Galles du Sud (Australie) Lawrence Hargrave travailla sur les problèmes de vol. Dans les années 1880-1890 il entreprit des recherches sur les principe de vol. Mais l'idée générale était basée sur une conception erronée des lois de physique, et ne pouvait conduire qu'à une impasse. Une de ses principales préoccupations concernait la nécessité de donner de la stabilité à toute machine volante. De là naquit son invention en forme de boîte et Hargrave obtint quelques beaux résultats avec ce type de cerf-volant dont les surfaces avaient la forme d'un profil aérodynamique incurvé.

Les grandes figures

Otto LILIENTHAL
C'était un ingénieur allemand. Il est considéré comme le père de l'aviation. A partir de 1890, il se consacra à l'étude du vol plané, après une observation attentive du vol des oiseaux. Il construisit des planeurs, qu'il expérimentait lui-même. Pour ses essais, il avait fait aménager près de chez lui une colline de 30 mètres de haut.
Otto LILIENTHAL
Otto LILIENTHAL biplan ⇐ Un biplan d'OttoLilienthal (1893)
Il publia un livre qui fit sensation à l'époque "Le vol des oiseaux comme base de l'aviation". Il eut une influence considérable non seulement en Allemagne mais aussi en France et dans bien d'autres pays. Un de ses élèves, Ferber disait "Concevoir une machine volante n'est rien, la construire est peu, l'essayer est tout". Lilienthal se tue en 1896 en essayant un planeur biplan dont l'aile supérieure se brise en vol.
Octave Chanute
Octave Chanute, né le 18 février 1832 à Paris et mort à Chicago en 1910, est un ingénieur américain d'origine française. Avec ses capacités d'analyse scientifique et le sens du partage de l’information, il rassemble tous les documents dont il a entendu parler et entreprend de les diffuser, sous la forme d'articles publiés entre 1891 et 1893. Chanute concluait, en ces années 1890, que le problème essentiel à résoudre n'était ni la portance ni la propulsion mais la stabilité et le contrôle de la machine. Il indiquait avec clairvoyance que la maîtrise du vol mécanique passerait d'abord par la maîtrise du vol plané.
Octave Chanute bipan
Octave Chanute multi-plan

Chanute était trop vieux pour voler, collabore alors avec les plus jeunes expérimentateurs, y compris Augustus M. Herring et William Avery . En 1896 et 1897 Chanute, Herring et Avery ont testé une conception basée sur le travail du pionnier de l'aviation allemande Otto Lilienthal , ainsi que les deltaplanes de leur propre conception.
⇐ Dunes des rives du Lac Michigan



Clément ADER
Ingénieur, né en 1841 à Muret, près de Toulouse, il se passionne pour l'aéronautique et entend développer l'aéroplane : une surface glissante dans l'air et non plus l'imitation du battement des ailes des oiseaux. Il démontre que pour faire décoller un engin plus lourd que l'air on a besoin d'une puissance ascensionnelle qui ne peut être que mécanique, c'est à-dire un moteur. Son modèle, c'est la chauve-souris. C'est d'ailleurs la forme qu'il donne aux ailes de l'aéroplane qu'il construit à partir de 1882 et qu'il baptise "Éole".


Clement Ader

Clément Ader

Photo Eole L'appareil a une envergure de 14 m. et un poids de 295 kg. Son revêtement consiste en un entoilage en soie. Il est muni d'un moteur à vapeur de 20 CV et il est doté d'une hélice à 4 pales en bambou. Le 9 octobre 1890, il effectue un premier bond de 50 mètres avec un homme à bord. Est-ce le premier vol ? On en a discuté longtemps car ce vol n'était pas officiel et n'a pas pu être homologué. Avait-il vraiment volé ou bien s'était-il seulement soulevé ?
⇐ Vue de profil du fuselage

L'hélice n'était pas le plus difficile à réaliser car on s'en servait depuis une dizaine d'années pour les dirigeables. Au début, on fabriquait les pales avec des barbes de bambou qui imitaient les plumes des oiseaux. On les réalise ensuite en bois.
Le problème primordial pour Ader est de réussir le moteur. Il s'agit d'obtenir le poids le faible possible sans compromettre la solidité et avec les meilleures performances en consommation et en souplesse. Son choix se porte sur un moteur de type Wolf. N'ayant pas d'atelier il s'adresse en 1882 à un artison spécialisé pour le construit. Il faudra un plus de deux ans pour le finir. Ader va louer un local pour y construire le générateur à vapeur avec les accessoires du moteur ainsi que l'Eole.
Eole: Moteur à vapeur à 4 cylindres de l'avion N°2 ⇒

Moteur Eole
Photo Eole En 1890, il construit un nouvel engin auquel il donne le nom d'Avion (du latin "avis" : oiseau), un nom que l'on va appliquer quelques années plus tard à tous les appareils que l'on appelait jusqu'alors des aéroplanes. Clément Ader a effectué de nombreux essais pour l'armée. Mais en 1897 son dernier appareil, l' Avion N° 3 (deux hélices entraînées chacune par un moteur de 20 CV) ne parvient pas à effectuer un décollage contrôlé. Il réussit seulement, déporté par un vent violent, à réaliser de petits sauts qu'il sera ensuite difficile de valider comme de véritable vols. L'avion III finira sa course dans un champ voisin.
Congédié par l'Armée, ruiné et découragé, Ader fit casser l'Eole et renonça à ses essais pour se consacrer à la viticulture. Il est mort le 3 mars 1925 à Toulouse.
⇐ Clément Ader : L'Eole n°3 - 1897

Orwille et Wilbur WRIGHT
Aux États-Unis, ces deux frères Orville Wright (19 août 1871 - 30 janvier 1948) et Wilbur Wright (16 avril 1867 - 30 mai 1912) étaient des fabricants de bicyclettes, passionnés de mécanique. Ils se tenaient au courant des expériences menées en Europe et ils étaient aidés et conseillés par Octave Chanute.


Freres Wright

Wilbur Wright et Orville Wright

Wright Planeur Les frères Wright conçurent et construisirent leur premier planeur capable d'emporter un homme en 1900. Ils comprirent que la stabilité dépendait de la position du centre de poussée par rapport au centre de gravité de l'avion qui est stable lorsque les deux points coïncident. Et que le mouvement du centre de poussée par rapport au centre de gravité fixe pouvait se contrôler avec l'incidence des ailes par rapport au vent relatif. Pour cela ils placèrent une surface horizontale devant les ailes, surface qui pouvait se braqué vers le haut ou vers le bas à l'aide d'un levier actionné par le pilote.
En 1900, ils réalisent un planeur de plus grande dimension (5.30 m d'envergure), capable de porter un pilote. Ce planeur est essayé d'abord en cerf-volant, puis piloté pour la première fois le 20 octobre.
Les frères Wright firent leurs expériences avec des modèles réduits, des feuilles de métal d’environ 40 centimètres carrés. Après des tentatives de mesure qui tenaient du bricolage, ils décidèrent de fabriquer une soufflerie et d'en tirer leurs propres coefficients de portance et de traînée avec des modèles réduits d’ailes de formes différentes. Ils ne furent pas les inventeurs de la soufflerie, mais leur soufflerie se distinguait des installations précédentes par le fait qu’elle fut la première où une grande série de types d’ailes différentes furent testés. L’instrument était fort bien construit, et donna des résultats corrects, et surtout directement utilisables pour la construction d’un aéronef. Cette soufflerie était composé d'un ventilateur, mû par courroie entraînée par un moteur d’une puissance d’un cheval, elle fournissait un vent relatif d'environ 50 km/h. Wright soufflerie
Wright soufflerie Les frères avaient également inventés des instruments de mesure auxquels étaient attachées les petites ailes. Ils les appelaient balances car on y apposait des poids pour équilibrer les forces aérodynamiques variables en fonction de l'incidence. Il y avait deux balances, l'une pour la portance et l'autre pour la traînée. Ces deux balances bien que rudimentaires donnaient une représentation directement utilisable des forces en présences.
Ce premier avion, le Flyer (en français "La volante", du nom de leur marque de cycles), était un biplan "canard" de 12,35 m d'envergure. L'appareil devait être propulsé à partir d'une rampe de lancement et se posait sur des patins.
Réparation du Flyer le 1/12/1903 ⇒



Wright avion Flyer
Wright avion Flyer Le 17 décembre 1903, Orville Wright réalise le premier vol non discuté, répété à quatre reprises dans la même journée et à tour de rôle par les deux frères, sur quelques mètres puis sur quelques dizaines de mètres, devant plusieurs témoins.
Leurs travaux et leurs recherches sont contemporains de ceux d'Ader et il est bien difficile de savoir qui a devancé l'autre car tous ces essais étaient tenus très secrets.




Les deux hélices étaient placées à l'arrière et tournaient en sens inverse l'une de l'autre (contrarotatives). Elles étaient entraînées par un moteur à explosion de 12 CV de puissance. Moteur Flyer
Dessin