Rétro 1927: l'ABC de l’Aviation

Ce dossier nous présente un panorama des connaissances dans le domaine aéronautique dans le milieu des années 1920. A l’époque considéré par beaucoup encore comme un objet futuriste, l’avion faisait peu à peu son entrée dans la vie courante. On découvrira dans ce dossier les différents types d’engins, la description de leur structure et de leurs instruments, les bases du maniement des appareils et les prémices de leur exploitation commerciale.

Les textes et illustrations utilisés pour la rédaction de ce dossier sont entièrement extraits de documents originaux d’époque.

L’auteur est Michel, que vous pouvez retrouver sur le forum.

Avertissement: Ce dossier rétro retranscrit des connaissances scientifiques des années 1927, et contient donc volontairement les incertitudes et erreurs d'époque.

L’avion, roi des airs

L’AVIATION est la réalisation d’un rêve que l’esprit de l’homme a toujours formé. Les ballons, même dirigeables, n’y ont qu’à moitié réussi : difficiles à manier, encombrants et coûteux, ils offrent en outre une prise énorme au vent. Les avions, au contraire, semblent se jouer des obstacles qu’ils rencontrent ; ils en triomphent aisément, et sont la véritable solution de la navigation aérienne.

Source et illustrations pour tout le dossier: Almanach Hachette 1927

On peut définir l’avion : un appareil qui utilise la pression de l’air sur une surface oblique, déplacée sous l’action d’un propulseur, de façon à produire sur cette surface une poussée capable de soutenir l’appareil dans l’air, sa marche dans le sens horizontal étant obtenue par l’excédent de la force motrice.

L’ancêtre de l’avion est le cerf-volant, que, de temps immémorial, les enfants ont enlevé dans les airs en utilisant la vitesse du vent et la résistance d’une ficelle. C’est la vitesse du vent, agissant sur la surface oblique qui lui est présentée, qui contrebalance l’action de la pesanteur et qui soulève l’appareil. Pour une certaine valeur du poids et de la vitesse du vent, le système est en équilibre. Si la vitesse du vent vient à baisser, l’appareil descend ; mais les enfants ne se laissent pas arrêter pour si peu. « Ils en font » en courant à toutes jambes et réussissent tout de même à enlever leur engin. Or un avion n’est autre chose qu’un cerf-volant qui fait son vent lui-même. A cet effet, il remplace la ficelle du cerf-volant par un moteur et par une hélice qui lui impriment une vitesse égale à celle du vent qui serait nécessaire pour le soutenir en l’air s’il était un cerf-volant « passif ». La tension de la ficelle est remplacée par la force de propulsion.

On a donc pu dire justement qu’un avion était un cerf-volant automoteur et qu’un cerf-volant n’était autre chose qu’un avion « à l’ancre ».

Voyons quelles sont les parties constitutives et essentielles d’un avion. Il devra d’abord comporter une surface portante destinée à recevoir l’effort de la résistance de l’air et à soutenir l’appareil dans l’atmosphère : c’est le système sustentateur ou système d’ailes auquel est suspendue une nacelle à laquelle on a donné le nom de fuselage. Cette nacelle contient le groupe motopropulseur, comprenant lui-même le moteur proprement dit et l’hélice propulsive. Elle reçoit également le pilote et les passagers.

A cette nacelle, à ce fuselage, sont, en outre, fixés les organes de direction et de manœuvre permettant au pilote de faire évoluer l’appareil dans l’air, au gré de son pilote. Au-dessous du fuselage est un train d’atterrissage formé de roues à bandage pneumatique, élastiquement reliées au corps même de l’avion. Tout à fait à l’arrière, un empennage, surface plane, fixe, assure, par la résistance qu’elle oppose latéralement à l’air, la fixité de la direction suivie.

Le sustentateur

Le sustentateur, la surface portante, se compose de surfaces rigides faites soit d’étoffes vernies tendues sur des châssis à la fois léger et résistants, soit de minces plaques de métal d’alliage léger tendues sur des carcasses de même substance. Ces surfaces sont les ailes de l’avion. Ces ailes ne sont pas planes ; elles ont une courbure calculée d’après les lois de la résistance de l’air. Elles sont toujours symétriques par rapport au fuselage.

Quand il y en a une paire, on dit que l’appareil est un monoplan ; quand il y en a deux paires, l’appareil est un biplan ; c’est un triplan ou multiplan s’il y en a trois paires ou plus. Les monoplans se rapprochent le plus des formes de l’oiseau, et c’est vers ce type que l’on tend à revenir. Pendant la guerre, ce sont les biplans qui ont, presque exclusivement, été mis en service.

Aux extrémités postérieures des ailes sont fixés des ailerons mobiles qui assurent l’équilibre transversal de l’appareil, comme l’empennage de l’extrémité en assure la stabilité latérale.

Les organes de direction

Fixés au fuselage, ils comprennent le gouvernail de direction, fonctionnant à la manière du gouvernail des bateaux, et le gouvernail de profondeur qui, fonctionnant dans le sens perpendiculaire au précédent, permet d’aller de haut en bas. Le fuselage est fixé invariablement au système des ailes. Dans son intérieur se trouvent les leviers de manœuvre, commandant le gouvernail et les ailerons, le moteur et ses organes, les projecteurs, les appareils de T.S.F., le siège du pilote et des passagers.

Quand l’avion, au lieu d’avoir à partir du sol ferme et à y revenir, est destiné à s’enlever sur l’eau et à s’y poser au retour, le fuselage porte au-dessous de lui une coque ou deux flotteurs en forme de fuseaux destinés à soutenir l’appareil sur l’eau et à lui permettre, grâce à leur forme effilée, d’acquérir la vitesse nécessaire au départ sans trop éprouver de résistance de la part de l’eau. Un avion ainsi construit se nomme un hydravion. Certains avions sont construits de façon à pouvoir se poser indifféremment sur l’eau ou sur le sol : ce sont les avions amphibies.

Le moteur et l’hélice

Le moteur est toujours un moteur « à explosion », analogue aux moteurs des automobiles, mais construit avec le maximum de légèreté. A ce point de vue, les moteurs d’aviation sont parfaits, car leur poids est voisin d’un kilo par cheval-vapeur, et même des usines américaines sont arrivées à en construire qui ne pèsent pas 600 grammes au cheval. Ils sont alimentés à l’essence minérale et graissés à l’huile de ricin, cette dernière étant adoptée parce qu’elle reste fluide aux basses températures que l’avion est exposé à rencontrer quand il atteint de grandes altitudes.

Ces moteurs sont à plusieurs cylindres. Tantôt ceux-ci sont groupés en étoile autour d’un carter central où se trouve la manivelle motrice, tantôt ils sont en file d’éléments parallèles. Le plus souvent, deux files semblables sont accouplées en forme de V. Le refroidissement des cylindres se fait par des ailettes qui offrent à l’air une grande surface de rayonnement ; mais sur certains modèles de grande puissance, le refroidissement se fait par circulation d’eau, comme sur les autos. L’allumage du mélange explosif dans les cylindres se fait par des bougies actionnées par des magnétos.

Les hélices propulsives généralement à deux pales, sont le plus souvent en bois. Aujourd’hui, on tend de plus en plus à adopter des hélices métalliques, plus homogènes et d’un meilleur rendement.

Le levier et sa manœuvre

Quand le pilote est assis dans le siège qui lui est réservé, il doit avoir à sa portée ou devant les yeux tous les organes de direction, de manœuvre et de navigation.

Il a, sous les pieds, un palonnier qui commande le gouvernail de direction. S’il veut aller à gauche, il pousse son pied gauche en avant, ce qui amène le gouvernail dans la position nécessaire à cette évolution. Pour aller à droite, il pousserait le pied droit.

Il tient à la main un levier de manœuvre qui commande le gouvernail de profondeur. Pour descendre, il pousse le levier en avant : le gouvernail de profondeur s’abaisse et l’avion « pique du nez » vers la terre, c'est-à-dire descend. Inversement, pour monter, le pilote tire le levier vers lui. Mais le levier est articulé, et peut, en outre, être poussé, soit à gauche, soit à droite. Si le pilote pousse le levier à gauche, il abaisse l’aileron droit ; l’aile droite se relève et l’appareil entier s’incline vers la gauche. C’est l’inverse qui se produit, s’il pousse le levier vers la droite.

Tous ces mouvements, qui peuvent paraître compliqués quand on les décrit sont, en réalité, simples et, pour ainsi dire, instinctifs. Ils deviennent de véritables réflexes, absolument comme ceux que fait, sans les raisonner, le cycliste pour assurer la propulsion, la direction et l’équilibre de sa bicyclette. C’est en combinant habilement tous ces mouvements que l’on arrive à exécuter pour ébahissement des profanes toutes les « acrobaties » : virages sur l’aile, looping the loop, descente en vrille, etc.

Au début de l’aviation, on cherchait surtout à « faire léger ». De là, l’emploi du bois, des haubans en fil d’acier, des ailes en étoffe tendues et vernies. Aujourd’hui, on se préoccupe de faire solide. Les calculs de résistance des matériaux sont faits avec la plus grande précision ; on multiplie par 4 ou 5 les dimensions trouvées pour avoir un coefficient de sécurité suffisant, et on fait subir à l’avion, tout construit, des charges statiques considérables pour s’assurer des sa résistance mécanique.

De plus en plus, on renonce au bois pour se tourner vers la construction entièrement métallique en duralumin, qui, seule, peut assurer la résistance que nécessitent les grandes vitesses actuellement obtenues.

Au lieu de prévoir divers éléments remplissant chacun un rôle déterminé, les nouvelles méthodes de construction tendent à constituer – dans les ailes en particulier – un bloc homogène où tous les éléments contribuent à la résistance générale. Par exemple sept ou huit longerons sont renforcés à la fois par un treillis rigide et par une forte couverture, et c’est l’assemblage de ces éléments qui constituent un tout indéformable. Ou encore chaque aile est composée de deux ou trois parties en forme de coffre ; ceux-ci sont constitués par des parois de forte tôle : c’est la méthode dite des « caissons ». Elle est particulièrement intéressante en ce sens que le jour où elle aura pris tout son développement, elle permettra sans doute l’utilisation de ces « caissons » à des fins très pratiques.

La conquête de l’air est un fait accompli. L’air a ses chutes, comme la mer a ses naufrages, mais le dernier mot reste à l’homme. Il fallut, a-t-on dit, un cœur de bronze à celui qui le premier lança son esquif sur les flots ; de quel métal est donc fait celui de l’aviateur ? Et sa domination s’affirme chaque jour.

Le plafond

Comment part un avion ? Le pilote se place debout au vent, afin d’atteindre plus rapidement la vitesse relative nécessaire à l’envol. Le moteur et l’hélice étant en marche, l’avion commence à rouler sur le sol. Quand la vitesse est suffisante, la poussée, exercée par l’air sous les ailes qui le frappent obliquement, fait équilibre au poids de l’appareil, et celui-ci est prêt à décoller. Le pilote, alors, tire vers lui, tout doucement, le levier de manœuvre, l’avion quitte le sol et s’élève, le vol est commencé. En tirant toujours graduellement le levier à lui, dans une certaine limite, le pilote augmente peu à peu la rapidité de l’ascension.

L’appareil ne peut pas s’élever indéfiniment dans l’air : il atteint une hauteur limite que les aviateurs appellent le plafond. Pour la plupart de nos avions du type courant, elle a la valeur de 5.000 à 7.000 mètres ; elle dépend du poids de l’avion, de la puissance de son moteur, de l’étendue et de la forme de ses surfaces portantes.

Pourquoi y a-t-il un plafond ? Parce que, au fur et à mesure que l’on monte, l’air se raréfie ; la quantité d’oxygène fournie au moteur pour chaque coup de piston diminue et le moteur perd de sa force. Un moteur qui donne 200 chevaux au niveau du sol n’en donne guère plus de 100 à 4.000 mètres de hauteur. Il arrive donc une altitude où le moteur suffit, tout juste, à maintenir l’appareil en vol horizontal sans pouvoir l’élever plus haut. On dit, alors, que l’avion est tangent. On arrive aujourd’hui à élever la limite du plafond en envoyant dans le moteur, à l’aide d’une petite turbine mue par le gaz d’échappement, de l’air comprimé, qui, en reproduisant la densité au niveau du sol, restitue au moteur la dose d’oxygène au maintien de sa puissance. C’est l’artifice du turbocompresseur.

L’angle d’attaque. Les virages

Pour monter, le pilote tire à lui le « manche à balai » ce qui fait varier l’angle que font les ailes avec l’horizontale. Cet angle se nomme l’angle d’attaque. On l’augmente donc quand on veut monter ; son augmentation fait croître la poussée de l’air sous les ailes et fait que l’avion s’élève. Il existe, pour chaque avion, un angle d’attaque critique, plus avantageux que les autres et qui permet la montée la plus rapide. Avec nos avions de type courant, on met environ 40 minutes à s’élever du sol à 5.000 mètres. Mais les « as » de l’aviation montent à 6.000 mètres en moins de vingt.

Pour se maintenir en vol horizontal, en air calme, un bon pilote n’a, pour ainsi dire, rien à faire ; il sait instinctivement « voler droit ».

S’agit-il de changer de direction, de « virer », en un mot ? Le pilote, agissant sur le palonnier placé sous ses pieds, pousse le gouvernail de direction, soit à droite, soit à gauche. Plus on voudra virer vite et court, plus il faudra incliner l’avion vers l’intérieur du virage. Cette inclinaison d’obtient à l’aide des ailerons, dont le jeu est commandé par les déplacements latéraux du levier.

Pour virer normalement, il est préférable de « piquer du nez » légèrement vers la terre, on prévient ainsi toute perte de vitesse.

La hauteur de vol

On s’imagine volontiers qu’il est dangereux de voler à une grande hauteur : de fait, le vol à grande altitude est en même temps le vol de sécurité. Près du sol, en effet, se rencontrent les « remous » causés par les masses d’air rejetées vers le haut à la suite de leur rencontre avec les obstacles qui hérissent la surface terrestre ; à 3.000 ou 4.000 mètres, l’avion n’a plus ce danger à craindre : il fait partie de l’atmosphère. La vitesse du vent se compose avec la sienne simplement, pour l’augmenter ou la diminuer suivant le sens dans lequel il souffle. Disons en passant que l’altitude de 10.000 mètres a été fréquemment dépassée et que celle de 12.000 mètres a été atteinte par l’aviateur Callizo en 1924. Pour voler à ces hauteurs, les pilotes ont recours à des appareils qui leur fournissent l’oxygène nécessaire, de même que le turbocompresseur le fournit au moteur.

Les aviateurs ont à lutter contre le froid ; en moyenne, la température baisse d’un degré par 150 mètres d’élévation, ce qui représente une baisse de 40° pour une ascension de 6.000 mètres. On combat ces froids intenses à l’aide de vêtements chauffants parcourus par un courant électriques qui les échauffe.

Comment l’avion navigue

Pour se diriger, par temps clair, le pilote a devant les yeux une carte du pays qu’il survole et dont il identifie les points essentiels : routes, lignes de chemins de fer, cours d’eau, etc. Par temps couvert ou en pleine mer, il se dirige seulement à l’aide de la boussole (ou compas).

Mais, tout en se maintenant dans la direction voulue, il peut subir une dérive qui l’en écarte parallèlement à lui-même. Aussi, le problème de la navigation aérienne exige-t-il le concours de signaux T.S.F. qui, reçus par l’aviateur de différents postes connus, lui permettent de connaître sa position et de la situer sur la carte. De nuit, ces signaux sont nécessaires. En outre, des phares lumineux de grande puissance jalonnent les principales routes aériennes et permettent aux avions d’arriver plus facilement aux aéroports.

Le vol plané

Quand le pilote d’un avion veut descendre, il doit tenir compte de ce fait que la pesanteur, qui était jusqu’alors une force résistante, devient une force motrice et ajoute son action à celle du moteur. Il fut donc ralentir le régime de ce dernier, et le mouvement de descente se règle en poussant le levier en avant.

Mais il peut arriver que, pour une cause quelconque, telle que l’arrêt du moteur, l’hélice n’exerce plus son action propulsive : l’avion doit alors descendre par le seul effort de son poids en utilisant la résistance de l’air. C’est ce qu’on appelle la descente en vol plané.

Pour la réaliser, l’aviateur pousse le levier en avant et « pique du nez ». Alors, sous l’action de son poids, il conserve de la vitesse. Si celle-ci est suffisante, les organes de direction conservent leur efficacité. En air calme, un avion dont le moteur s’arrête à l’altitude de 1.000 mètres, peut atterrir à une distance de 4 à 8 kilomètres du point au-dessus duquel le moteur a cessé de fonctionner.

L’atterrissage

La remise en contact de l’avion avec le sol, s’effectue, comme le départ, vent debout. Le pilote s’approche de terre en vol plané ; arrivé près du sol, il redresse son appareil afin d’en diminuer la vitesse. Alors l’avion prend, tangentiellement, contact avec le sol par l’intermédiaire des roues de son train élastique tandis qu’à l’arrière une béquille également élastique amortit le choc et freine la marche de l’appareil.

L’atterrissage est toujours une opération délicate, dangereuse parfois, et qui exige le sang-froid de l’aviateur.

L’homme exploite son invention et monnaye son génie ; il organise l’élément qu’il a vaincu. Une révolution analogue à celle que fit la locomotive bouleverse les données de la distance au bénéfice du temps. Pionniers de l’espace, les aviateurs multiplient les raids étourdissants qui demain donneront naissance aux nouvelles voies aériennes, aux nouvelles compagnies de transports.

Ne parlons pas des applications militaires de l’avion : c’est un sujet sur lequel il faut être discret. Disons seulement que les quatre ans de guerre ont fait faire à l’aviation plus de progrès que quarante ans de paix. Ces progrès, l’aviation commerciale en profite aujourd’hui.

Principales lignes aériennes

Des lignes régulières d’avions relient Paris à Londres ; le trajet entre les deux aéroports de Croydon et du Bourget a même été couvet en 1h28mn. Il y a une ligne Paris-Bruxelles-Amsterdam, une ligne Paris-Strasbourg-Prague-Varsovie ; il y a une ligne Toulouse-Casablanca, qui permet d’aller au Maroc en 24 heures ; il y a des lignes allemandes, suédoises, américaines.

Aéroport du Bourget

L’aéroport du Bourget, près de Paris, est une vraie merveille. Il permet d’abriter, sous une surface de plus de 25.000 mètres carrés, plus de 80 appareils appartenant à quatre compagnies françaises et à deux compagnies étrangères. 350 personnes dont 40 pilotes y sont occupées constamment sans parler des services administratifs, T.S.F., Douane, Météorologie, Direction, qui occupent environ cent personnes. Chaque jour, entre 8 heures et 19 heures, ont lieu 18 départs et 18 arrivées de lignes régulières, sans compter les avions isolés appartenant à des particuliers ou loués par eux. C’est une véritable ruche au travail.

Aménagement intérieur des avions

Les grands avions Paris-Londres peuvent emmener 12 passagers. Rien que pendant le mois d’août 1925 le chiffre des voyageurs a dépassé 3.700 et celui des marchandises a été de 148.000 kilos.

Les avions de transport sont, d’ailleurs, des plus confortables : des sièges en forme de bons fauteuils reçoivent les passagers qui, dans une cabine fermée, sont à l’abri du terrible « vent » causé par la marche de l’avion, tout en pouvant contempler, à travers des glaces, la contrée au-dessus de laquelle ils volent. Tous les grands avions sont équipés avec des couloirs d’intercommunication, des lavabos, etc. ; certains ont des couchettes et d’autres de petits offices avec réchauds électriques. Plus les avions seront de grandes dimensions, plus les cabines, naturellement, seront spacieuses. la cabine du tri-cellulaire Caproni mesurait 22 mètres de long sur 2m50 de large ; ce sont sensiblement les dimensions d’un wagon à couloir des trains de luxe.

Le progrès dans cette voie est incessant et le jour prochain où les véritables avions de transport auront remplacé tous les appareils issus des vieilles formules, le voyage aérien sera préféré à tous les autres moyens de transport. Déjà le nombre des voyageurs s’accroît de plus en plus et les dames n’hésitent même plus à prendre l’avion « pour arriver à temps ». Quant aux marchandises, ce sont surtout des choses de valeurs : bijoux, toilettes, chapeaux, fourrures de pris et… pâtés de foie gras !

Le 18 novembre 1925, l’aviateur Bossoutrot est monté à 3.500 mètres, emportant une charge utile de 6.000 kilos ! Cet exploit ouvre des horizons nouveaux sur le rôle futur des avions de transport ; 6.000 kilos, en effet, représentent 60 voyageurs avec leurs bagages, pouvant être enlevés à une hauteur de plus de 3.000 mètres, et transportés à plus de 150 kilomètres à l’heure.

D’autre part, les grands raids récemment accomplis : celui de Pelletier Doisy allant à Pékin en 6 jours, celui du commandant Franco allant d’Espagne en Argentine, celui des frères Arrachart allant d’un seul vol à Bassora, celui de Cobham allant de Londres au Cap, celui des aviateurs belges allant de Bruxelles au Congo, d’autres qui ont suivi montrent que l’on peut, que l’on doit tout attendre de l’avion.

L’ingénieur Louis Blériot, l’un des techniciens les plus avertis de l’aviation, a, dans une conférence remarquable, exposé les progrès qui ont permis de franchir facilement, sans escale, des étapes de 500 kilomètres et a ouvert sur l’avenir des perspectives impressionnantes. Avec des avions du genre de celui qui a conduit Pelletier Doisy en Chine, il sera bientôt possible de couvrir des étapes de 1.600 kilomètres avec un gain de vitesse de 20p.cent. De tels avions permettront d’organiser des lignes aériennes entre la France et l’Extrême-Orient.

Quant à la liaison si souhaitée entre l’Europe et l’Amérique, elle se fera à coup sûr : elle permettra, à 400 kilomètres à l’heure, d’aller en douze heures de Brest à New-York. Mais il faudra pour cela que les dimensions des appareils deviennent plus considérables, qu’ils atteignent de 80 à 100 tonnes, parce qu’ils devront emporter des approvisionnements plus importants et franchir, sans escale, des distance égales ou supérieure à 4.000 kilomètres.

Alors l’avion sera le roi du monde et l’on peut envisager sans témérité le jour où, au lieu de faire, comme Philéas Fogg, le tour du monde en quatre-vingt jours on pourra, grâce à l’avion, faire le tour du monde en vingt-quatre heures.