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Appareils d’orientation des avionsImprimer

Auteur : Pierre Cayla

Année de publication : 1928

Titre de l'ouvrage : Larousse mensuel illustré

Editeur : Librairie Larousse

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A l’époque où les voyages en avion s’effectuaient à faible altitude et en pays connu, les cartes terrestres suffisaient au pilote ou à l’observateur en mettant sous ses yeux l’image du panorama qui se déroulait devant lui. Les gares, les voies ferrées, le sillon blanc des routes nationales, la tache sombre des forêts, le miroitement des rivières étaient autant de repères précieux pour le navigateur aérien qui allait de jalons en jalons. Mais la Guerre vint, qui obligea à gagner les hautes altitudes pour échapper à l’artillerie adverse; les itinéraires sinueux, passant au-dessus de repères faciles, n’offraient plus aucun des charmes de l’école buissonnière; la pluie, les nuages, souvent propices aux opérations hardies, dérobaient l’image du sol.

Il fallut songer au procédé habituel d’orientation du marin: la boussole. Mais cette adaptation allait mal au tempérament hardi et fougueux du pilote français aimant peu les calculs préalables destinés à laisser le moins de place possible à l’imprévu. Se fier dans l’air aux indications de ce petit appareil, semblable à un jouet, lui sembla longtemps de la plus grande imprudence, d’autant plus que certaines expériences mal conduites augmentèrent sa méfiance.

Se refusant à emporter de vraies boussoles marines qui lui semblaient démesurément pesantes et encombrantes pour la minime valeur du renseignement à en attendre, il utilisa des appareils insuffisants dont les indications furent par ailleurs faussées par les masses métalliques parfois mobiles du voisinage. Aussi, longtemps encore, l’instinct de « pigeon voyageur » prévalut malgré les erreurs de parcours restées légendaires de certains équipages dont quelques-uns se posèrent délicatement en… pays ennemi, croyant atterrir chez eux. Il fallut le développement de l’aviation de nuit guidée par un jalonnement lumineux forcément discret et celui de l’aviation maritime (hydravions) pour démontrer que le guide séculaire des marins pouvait rendre le même service au navigateur aérien. Les grands raids de continent à continent, au-dessus de Zones désertiques où aucun repère n’existait, achevèrent de démontrer la nécessité et la facilité d’usage de la boussole.

La boussole marine ou « compas » est construite pour des navires ayant une certaine stabilité de plate forme et des changements de direction relativement lents, tandis qu’à bord d’un avion les incessantes oscillations viennent fausser les indications de la rose et les virages brusques entraînent l’aiguille aimantée grâce au frottement des pivots sur leurs cuvettes et à la présence du liquide amortisseur dans lequel baigne la rose. Le plus grave des obstacles est, en outre, la présence à proximité de la boussole d’organes métalliques et magnétiques souvent mobiles: placé en effet près du pilote, le compas voisine forcément avec le moteur, ses magnétos et surtout le « manche à balai » dont les mouvements sont incessants.

La même difficulté s’était déjà produite à bord des navires cuirassés où le compas du blockhaus était entouré d’une cuirasse métallique jouant le rôle d’écran magnétique vis-à-vis du champ terrestre et d’appareils électriques et mécaniques dont les organes de commande se déplacent à chaque ordre donné.

Aussi, en 1906, un jeune physicien français, Louis Dunoyer, alors préparateur de physique au Collège de France, invente-t-il un compas électromagnétique transmettant ses indications à distance et pouvant être placé en un point quelconque du navire éloigné de toute influence perturbatrice importante.

Son principe était le suivant: si l’on fait tourner rapidement un cadre composé de fils métalliques conducteurs (tel que les spires d’un induit de dynamo sans inducteur) autour d’un axe vertical, l’on constate qu’il se produit dans ce cadre un courant électrique dû à l’influence du champ magnétique terrestre qui joue le rôle de champ inducteur. Comme dans les induits Gramme, le voltage de ce courant recueilli par des balais est maximum quand la ligne des balais est perpendiculaire au champ des aimants, et nul quand elle lui est parallèle.

De même, dans le cas de’ l’induction due au champ terrestre, le voltage recueilli aux balais sera maximum quand la ligne des balais deviendra perpendiculaire au méridien magnétique et nul quand elle lui sera parallèle. Aucun courant ne parcourra donc un galvanomètre sensible relié aux balais quand leur ligne sera parallèle à la direction N.-S. magnétique.

Si, par une commande appropriée, le pilote place la ligne des balais parallèle à l’axe du navire ou de l’avion, et s’il oriente son navire ou son avion de façon que le courant reçu dans le galvanomètre soit nul, il est certain que la direction de l’axe de son navire est celle du Nord-Sud magnétique. De même, s’il fait occuper à la ligne des balais un angle de 30° par exemple par rapport à l’axe du navire ou de l’avion, et s’il pilote de manière à ne percevoir aucun courant induit, c’est-à-dire de façon à amener la ligne des balais parallèle au Nord-Sud magnétique, il est certain que l’axe de son navire ou de son avion fait avec la direction Nord-Sud l’angle de 30°.

Cet appareil présentait pour l’aéronautique un intérêt considérable en soustrayant les indications du compas à toutes les influences perturbatrices grâce à la possibilité de le placer dans la queue du fuselage par exemple.

Par ailleurs, il est plus facile de maintenir une aiguille dans une position fixe que de mettre en face d’un repère une graduation déterminée de la rose. L’absence de liquide entraînant la rose, la faiblesse de la « compensation » nécessaire pour annuler l’influence des, masses métalliques, résolvaient les principales difficultés inhérentes à l’aviation.

Aussi en 1924 la Pioneer Instrument Co, comprenant toute la valeur de cette invention, tint, en toute loyauté, à reconnaître les droits de L. Dunoyer, et, bien que les annuités du brevet américain de 1906 n’aient pas été entretenues par son auteur, tint à acquérir ses droits par un contrat en date du 24 décembre 1924. Les notices publiées par cette Société mentionnent très correctement d’ailleurs que le compas Pioneer est fabriqué d’après les brevets Dunoyer.

C’est à ce dernier appareil que se confia Lindbergh quand il quitta le 20 mai 1927 l’aérodrome de Roosevelt Field pour un raid de 5.800 kilomètres qui l’amenait le 21 mai au Bourget après 33 heures et demie de vol.

L’appareil se compose d’un induit de dynamo renfermé dans un carter A et relié à l’avion par un système gyroscopique B qui le maintient vertical malgré les oscillations et les accélérations de l’appareil. La rotation de cet induit, à 3.000 ou 4.000 tours à la minute, est obtenue par une petite hélice aérienne H qui sort du fuselage et est actionnée par le courant d’air dû au déplacement de l’avion. A la partie inférieure du carter A se trouvent les porte-balais C dont le déplacement est commandé par une vis sans fin D et une couronne dentée E.

L’appareil est placé dans la queue du fuselage, en G, très en arrière du pilote. Ce dernier peut à l’aide d’un transmetteur, placé en C et relié à la vis sans fin par une série d’arbres et des joints de cardan S, donner à la ligne des balais la position qu’il désire par rapport à l’axe du fuselage. Le courant recueilli par les balais est transmis par les fils W jusqu’à un voltmètre M très sensible placé devant lui.

Voyons la méthode suivie par Lindbergh pour utiliser cet appareil:
Pour chaque heure de voyage il a déterminé à l’avance le cap à suivre: la route la plus directe, qui est l’arc de grand cercle, fait en effet avec la direction N.-S. des angles qui varient sans cesse. Connaissant par des prévisions météorologiques qui avaient toutes chances d’être exactes puisqu’il se déplaçait dans le sens même des grands courants aériens qui nous viennent de l’O., il a corrigé chaque cap de la dérive due à la force et à ta direction probables du vent, au moyen d’autres appareils. Il conservait toutefois la possibilité de vérifier sa dérive, c’est-à-dire la quantité dont le vent pouvait dévier sa trajectoire à l’aide d’un dérivomètre fort simple dont il ne semble pas s’être servi.
Supposons que la première route à suivre soit le N. 30 E. : Lindbergh place la manette de son transmetteur sur le chiffre 30 et oriente de ce fait la ligne des balais à 30° de l’axe de son fuselage: il pilote ensuite son avion de façon que l’aiguille de son voltmètre vienne à zéro. A ce moment, d’après ce que nous avons vu plus haut, la ligne des balais est orientée dans le sens N.-S. magnétique et le fuselage qui fait un angle de 30° avec ligne des balais fait le même angle avec la direction N.-S.
Pendant l’heure qui suivra il n’aura qu’à ramener son aiguille à zéro à chaque fois qu’une déviation accidentelle de son appareilla fera dévier en donnant naissance à un courant électrique.
L’heure écoulée, il s’orientera de même au nouveau cap porté par son tableau de route. Un indicateur gyroscopique, le «Turn Indicator », l’assure en outre, au milieu du brouillard et de la nuit, c’est-à-dire sans aucune notion de l’horizontale, contre tout virage ou toute inclinaison dont rien ne pourrait l’avertir. Un indicateur de vitesse lui signale les variations insensibles de vitesse de son moteur et les trajectoires ascendantes ou descendantes qu’il peut prendre involontairement. Ainsi, pendant trente-trois heures et demie, abrité du vent, de la pluie et du froid dans une cabine fermée comme celle d’un navire, Lindbergh ne quittera pas ses appareils des yeux jusqu’à ce qu’il reconnaisse d’abord les feux de nos côtes, puis le puissant phare du mont Valérien, et enfin le balisage lumineux du Bourget dont il fait soigneusement le tour avant de se poser pour y être l’objet du plus formidable enthousiasme.

Nul doute que dans cette exactitude, qui l’amena à passer à quelques kilomètres du point de la terre d’Irlande qu’il s’était fixé, c’est-à-dire avec une erreur de l’ordre du millième, il y eut une large part de chance, car des modifications auraient pu survenir dans les courants aériens, sans parler des incidents de moteur ou de vol; mais il faut louer sans réserve l’esprit méthodique et le courage de ce jeune homme qui, seul, pendant un jour et demi sut s’astreindre sans défaillir à suivre point par point le programme qu’il s’était tracé, et montra ainsi que le caractère sportif le plus audacieux peut s’allier à une préparation technique minutieuse.

P. CAYLA