A venir dans cette page les machines de Marcel LEYAT...
Marcel Leyat, ingénieur français (1885-1986) est surtout connu comme concepteur et construction des voitures à hélice aérienne appelées Hélica.
Ce que l'on sait moins, c'est qu'il fut aussi un défenseur de la formule aérodynamique "des ailes oscillantes" puis des "ailes vivantes" et qu'il construisit plusieurs appareils, planeurs et avions, basés sur ce principe.
Dans ces pages nous tentons d'ébaucher une chronologie des machines volantes conçues par Marcel Leyat, finalement assez nombreuses, en essayant de mettre l'accent sur la compréhension des principes mis en oeuvre dans ces appareils, mais sans insister sur sa biographie.

Photo Hélica à choisir.

Les planeurs de Die.

Le planeur d'entraînement pour l'A.F.A.

Introduction : Association Kaléi-Die-Scope

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Il faudra toutefois attendre 6 ans, avant que Cayley en arrive à une expérimentation grandeur d'une machine.

"The balance and steerage was ascertained, and a boy of about ten years of age was floated off the ground for several yards on descending a hill, and also for about the same space by some persons pulling the apparatus against a very slight breeze by a rope." Machine testée en cerf-volant. Un garçonnet de 10 ans a fait le cobaye, [d'où le nom de « Boy carrier » parfois donné à cet appareil] Du point de vue de notre sujet (gouvernes et commandes) il est intéressant de noter que le planeur était muni de deux empennages. However, the interesting feature is the duplicated tail unit, the lower unit only appearing to provide steering. The implication is that the upper unit is fixed and for stability purposes. This feature was to be repeated in a later design of 1852, for which Cayley there reveals rather more of his thinking on stability. "

D

Cayley présente deux appareils qu'il considère comme des parachutes devant servir à s'échapper d'un ballon (en perdition). La figure 1 est un "parachute" dérivé de la machine de 1849, que Cayley décrit comme pouvant être lancée depuis un ballon.

Cayley détaille dans l'article le rôle des empennages :
"... It is seen that there are two rudders formed of horizontal and vertical sails. The larger one, when it has once been adjusted so as to give a straight and steady steerage, to be permanently secured in that position. It gives the most steady and secure course when slightly elevated, which also tends to secure the parachute from pitching, should it be exposed to an eddy of wind, and, together with the weight of the car, immediately restores the horizontal position...
...The smaller moveable rudder C, is sufficient to effet at will the steerage of the parachute, and to elevate or depress its course when occasion requires, or preparatory to alighting on the ground.
The main rudder, by means of strong ropes, one of which passes through an eye on the top of the mast at D, can be firmly braced to its best adjustment from the car..."

.En 1853, Cayley testera une machine très certainement très proche de son "parachute". (anecdote du cocher !) Toujours 2 empennages.

En 1973 (?), une réplique a été construite, puis a été testée en vol remorqué avec succès par le célèbre pilote anglais Derek PIGGOTT.
Cette réplique est maintenant exposée au Yorkshire Air Museum, Elvington.

Plus récemment, en 2003, pour fêter le 150e anniversaire des dernières expériences de Cayley, Richard BRANSON, et sa société Virgin Atlantic Airways ont reconstruit une autre machine, mais avec des matériaux et des techniques très modernes. [70]
The replica has been built with modern design techniques while staying completely true to the original illustrations. The project was sponsored by Virgin Atlantic and the Flyer was built in Yorkshire by volunteers from the past and present workforce of BAE SYSTEMS Brough for the Brough Branch of the Royal Aeronautical Society with support from Pegasus Aviation. In summer 2003 Virgin Atlantic and the Royal Aeronautical Society celebrated the 150th anniversary of the first manned flight by re-enacting the event with Richard Branson flying the fully working replica of the Cayley Flyer from the top of Brompton Dale, Yorkshire, England. The Brough Branch of the Royal Aeronautical Society in the UK recently built the replica with the support of Virgin Atlantic. [71]

[1 p 89] [44] [45] [46]
Ancien élève de l'École Navale de Brest, Félix du TEMPLE de la CROIX (1823-1890) sera officier supérieur dans la marine française, puis homme politique à partir de 1870, Il finira sa carrière militaire en 1876 avec le grade de général.
Il se passionne pour le vol mécanique, et l'étude le vol des oiseaux l'amène à la conclusion que seule une prise de vitesse suffisante pourra permettre le décollage d'un aéroplane, écrivant :
« En général, l'oiseau, surtout de grande taille, ne s'élève et ne vole qu'en raison d'une vitesse acquise ; cette vitesse il la prend pour s'élever soit en courant sur la terre ou sur l'eau, soit en se précipitant d'un point culminant. Une fois arrivé à une certaine hauteur qui lui permet de voler horizontalement d'un coup d'aile, il se donne de la vitesse, étend ses ailes et sa queue de manière à former avec elles un plan aussi parfait que possible et avance ainsi sans mouvement d'ailes apparent et sans tomber de manière sensible.» [46]

En 1857, à Toulon (?), Félix du Temple et son frère Louis (1819-1889 ; lui aussi officier de marine, avec le grade de capitaine de frégate) réussissent à faire décoller le premier aéroplane modèle réduit motorisé. Pesant 700 grammes et équipé d'ailes fixes, il est propulsé par une hélice entraînée d'abord par un mouvement d'horlogerie puis par un moteur à vapeur miniature. Monté sur un chariot à roulettes (premier du genre), l'appareil était placé en haut d'un plan incliné se terminant en tremplin d'où il partait pour faciliter la prise de vitesse.
Louis Du Temple décrit en ces termes la première expérience réalisée avec le modèle :
"La machine en marche, l'hélice entraina tout le système avec une vitesse bientôt suffisante pour que la composante verticale de la résistance de l'air fût plus forte que le poids du canot. Alors ce dernier monta dans l'air pour retomber sans secousses, le mouvement de l'hélice s'arrêta ; les ailes faisant l'effet d'un parachute, il se posa sur ses roulettes comme le fait un oiseau sur ses pattes".

Fort de ce succès, Félix rédige un mémoire et dépose, le 2 mai 1857, un brevet pour un « appareil de locomotion aérienne par imitation du vol des oiseaux» concernant un appareil monoplan de 17 mètres d'envergure.
[Note : il est vraisemblable que le modèle réduit avait des formes similaires à celles de l'appareil du brevet]

Dessin du brevet de 1857 du Félix du Temple [-]

Le modèle de Félix Du Temple était un monoplan aux ailes en dièdre non haubanées à forte flèche inverse, muni de gouvernails de profondeur et de direction. La nacelle en forme de canot recevait le mécanisme moteur et le train à roues. Le calage choisi de 18 degrés était jugé optimum par l'inventeur.

, gouvernail vertical de direction, queue mobile jouant le rôle de gouvernail de profondeur, atterrisseur à trois roulettes, hélice à 12 pales actionnées par la vapeur ; l'emploi de l'aluminium est prévu, ainsi qu'un train d'atterrissage escamotable [qui ne sera réalisé qu'en 1930]. Notons qu'il n'y a pas de commande de gauchissement.

Pas d'information sur les commandes actionnant les gouvernails. Du Temple passa à l'exécution et son appareil doit être considéré comme le premier aéroplane construit en vraie grandeur en France. Des essais complets furent impossibles faute d'un moteur assez puissant et léger.

Pour propulser une unité capable d'emporter un pilote se pose le problème du moteur. Les frères Du Temple développent un moteur à air chaud, puis un moteur à combustion interne à gaz qui se relèvent insatisfaisants. Ils se concentrent donc sur la miniaturisation d'une machine à vapeur, en obtenant la surface de contact la plus élevée possible pour le plus petit volume possible. Il s'installe dans l'ancien arsenal de Cherbourg à partir de 1869 pour construire son premier avion, un monoplan. Les longerons d'aile sont en tôle d'aluminium roulée, l'envergure est de 12 mètres pour un poids de 80 kilogrammes. Le train d'atterrissage est prévu escamotable. Son vol d'essai avec un jeune marin à bord en 1874 serait la première tentative de vol motorisé de l'histoire de l'aviation. Il est présenté à l'Exposition universelle de Paris de 1878. Félix du Temple dépose un brevet le 28 avril 1876 pour la « chaudière à vapeur à circulation rapide donnant la plus grande surface de chauffe possible sous le plus petit volume et le moindre poids » qui équipe le prototype. On peut préciser qu'une reconstitution de la chaudière "du Temple" est visible à la Cité de la Mer de Cherbourg. C'est une approche des générateurs à "vaporisation instantanée".

Mar

Après 30 années d'une étude approfondie du vol des oiseaux, le comte d'Esterno publie en 1864, un livre intitulé "Du vol des oiseaux", sous-titré "Indication des sept lois du vol ramé et des huit lois du vol à voile". [51]

4 février 1864 : le Comte d'Esterno déposait le brevet d'une "machine volante" pour laquelle il prévoit sept mouvements essentiels, la montée et la descente étant obtenus par l'action d'un volant sur une vis.
[Note : je n'ai pas trouvé trace de ce brevet]
[50] [37]

Jo

Curieusement, on ne trouve, dans ses très nombreux écrits, qu'une seule publication relative à l'aviation intitulée "On aërial locomotion". Ce document a été publié en 1864, quatre ans avant qu'il ne dépose un brevet sur le même sujet. [52]

Matthew Piers Watt BOULTON soumet le 5 février 1868 un brevet qui sera publié le 4 août 1868 avec le n° 392
Titre : Aërial locomotion, &c
Titre complet : Improvements in Propulsion and in Aerial Locomotion, and in Apparatus connected therewith, Parts of which are applicable to Projectiles and to Boilers

Charles RENARD (1847-1905)

Ancien élève de l'École Polytechnique, Charles RENARD fera toute sa carrière comme officier du Génie, mais ses activités (mise à part la guerre de 1870) seront plus celles d'un ingénieur inventeur que celles d'un militaire. On lui doit de multiples recherches et inventions dans le domaine de l'aviation au sens large.

Ses premières recherches aéronautiques connues datent de 1872, alors que, jeune lieutenant du génie en garnison à Arras, il imagine et construit un modèle de planeur qu'il appelle Aéride. Ce planeur était destiné à être lancé depuis un ballon captif pour permettre d'envoyer des messages vers l'extérieur depuis une place assiégé [souvenons-nous du rôle joué par les ballons lors du siège de Paris, trois ans auparavant].

Avec son planeur, Charles RENARD voulait tester une commande automatique de stabilisation en roulis agissant sur des ailerons.

Voici la description de l'Aéride que fait Charles DOLLFUS :
"Corps fuselé assez lourd portant au centre un mât équipé de dix plans disposés en persienne. A l'arrière, une queue stabilisatrice complétait l'appareil qui comportait en outre un dispositif nouveau et peu connu: de chaque coté du fuselage se trouvait un petit aileron horizontal. Ces deux ailerons étaient conjugués pour pouvoir tourner en sens inverse sous l'action d'un pendule. L'idée de Renard était que si la machine s'inclinait, amorçant une giration, l'action des ailerons, l'un se relevant à l'intérieur du virage, l'autre s'abaissant à l'extérieur, redressait l'appareil pour le remettre en ligne droite. Une expérience eu lieu à la tour Saint-Éloi, à Arras, en 1873. L'appareil plana convenablement, mais en décrivant une spirale; le pendule, soumis à l'action de la force centrifuge dès le premier virage, ayant exécuté correctement..... la manoeuvre inverse de celle prévue par l'inventeur." [1 p 120]
[Note : on peut remarquer que le dispositif stabilisateur de RENARD est exactement celui décrit par BOULTON dans son brevet de 1868. Peut-être RENARD avait-il connaissance de ce brevet ?]

Le Décaplan est exposé au Musée de l'Air et de l'Espace du Bourget.
[36]

Au cours de sa courte vie, Alphonse PÉNAUD (1850-1880) eut une activité intense dans le domaine de ce qu'on ne pouvait pas encore appeler aviation.
Il a imaginé et fait voler divers modèles et les aéromodélistes lui doivent entre autre innovations le moteur à caoutchouc qui continue 150 ans plus tard à être utilisé par des modèles de vol libre.
Il fut un membre très actif de la Société française de Navigation Aérienne (S.F.N.A.)

En 1873, Alphonse. PÉNAUD avait imaginé un premier appareil de taille suffisante pour emporter un pilote. Le brevet qu'il dépose en 1876, en collaboration avec Paul GAUCHOT (mécanicien spécialiste des moteurs), est une évolution plus aboutie de son premier projet. Ce brevet est remarquable car il contient déjà tous les éléments des avions que l'on retrouve mis en oeuvre encore à l'heure actuelle.
Il s'agit d'une aile volante monoplane, avec un fuselage étanche à l'eau pour rendre l'appareil amphibie (avec des flotteurs en bout d'aile). La structure de l'aile était dessinér pour pouvoir être construite soit en bois, soit en métal. Le revêtement était prévu travaillant, afin de permettre ultérieurement la suppression des haubans.
Deux hélices tractrices à pas variable assurent la propulsion. Pénaud envisageait de les entraîner, non par un moteur à vapeur mais par un moteur à combustion interne.

Le contrôle de l'appareil était assuré par un empennage avec gouvernail de direction et de profondeur.

Une figure dans le brevet montre les leviers de commande imaginés par les deux concepteurs. Les gouvernes pouvaient être commandés indépendamment :
- une rotation du guidon à deux poignées autour d'un axe vertical commandait le gouvernail de direction,
- une rotation de ce même guidon de l'axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'appareil commandait les gouvernes de profondeur.

[37]
[Note : je n'ai pas trouvé trace de ce brevet]

MAREY parle des travaux de MOUILLARD au fameux « dîner des aviateurs » [ ??? ] en octobre 1889 à Paris. CHANUTE mis au courant écrit à MOUILLARD, qui est au Caire et le 20 novembre 1890, ce dernier envoie en 6 feuillets un condensé de ses recherches, avec entre autre le principe de gauchissement des ailes. Le 18 septembre 1892, Octave CHANUTE dépose un brevet, au nom de MOUILLARD.

[34]
Numéro du brevet: US 582 757
Titre : Means for aerial flight
Date de dépôt: 24 sept. 1892
Date de délivrance: 18 mai 1897

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[37]
[Le seul brevet trouvé est :Folder #265, Pat.#3,872 Assignee: Quentin, Auguste Alfred Hippolyte Date: 1892 Title: Improvements in Propellers for Aerial and Aqueous Naviation,]

Ingénieur d'origine suisse, Alexandre LIWENTAAL (1838-1940) a eu une carrière particulièrement riche et variée. En 1894 il construit un planeur très original pour l'époque, qu'il appelle "Aérostat", avec lequel il réalise un premier saut de 50 à 80 mètres près de Dartmouth (EN) à la fin du mois de mars 1894, en s'élevant à environ 2 mètres de hauteur. Une rafale de vent retourne l'appareil qui s'écrase. Liwentaal est indemne. Après avoir reconstruit le planeur, une deuxième tentative de vol vers la fin du mois d'avril 1894 sera un échec, mais cette fois Liwentaal se blesse gravement. Liwentaal. Il se tournera ensuite vers la construction de dirigeables.
[85] [86] [87] [88]

La machine de Liwentaal munie d'un empennage en croix, direction et profondeur étant commandées par deux leviers indépendants.
On peut voir un modèle du planeur de Liwentaal au musée de Dartmouth (EN) et un autre au musée des Transports de Lucerne (CH).
C'est le premier planeur muni de commandes de direction et de profondeur ayant décollé avec un pilote à bord.

Après ses essais du printemps, Alexandre LIWENTAAL dépose un brevet en Angleterre :
Numéro du brevet: GB 14,683
Titre : Flying machine
Date de dépôt: juillet 1894
Date de délivrance: brevet non confirmé.
Ce brevet serait relatif à un aéroplane biplace.
[Je n'ai pas trouvé trace de ce brevet qui avait été déposé mais n'a pas été confirmé]

[37]
Dans un brevet, datant de février 1896 , Hugo Schüssler décrit un levier de commande par cardan agissant sur les organes de direction d'un appareil volant (mais non sur sa stabilité).
[Note : je n'ai pas trouvé trace de ce brevet]

[37]
L'Allemand Brickley enregistre un brevet décrivant un levier à main actionnant la commande par cardan d'une machine à vapeur.
[Note : je n'ai pas trouvé trace de ce brevet]

[53] [37]
Folder #358, Pat.#12,469 Assignee: Davidson, George Louis Outram Date: 1896 Titre: Improvements in Flying Machines
Folder #394, Pat.#13,700 Assignee: Davidson, George Louis Outram Date: 1898 Titre: Improvements in Flying Machines
[Note : je n'ai pas trouvé d'autre précision sur ces brevets]

[37] Un dénommé HENBACK dépose le brevet d'un levier de commande se déplaçant sur une surface ou sur un secteur sphérique.
[Note : je n'ai pas trouvé trace de ce brevet]

Octave CHANUTE, avait déposé pour Mouillard, en 1892, un brevet d'un planeur hyper-léger qui prévoyait une commande de gauchissement des ailes. Il est très vraisemblable que ce soit lui qui ait fait connaître cette innovation aux frères Wright.
Ce qui est sûr, c'est qu'en 1899, Wilbur WRIGHT a construit et testé un cerf-volant biplan, avec une commande par quatre fils lui permettant de tester le gauchissement [wing warping] des deux surfaces.
[8] [24]

Orville Wright a décrit les expériences de Wilbur en ces termes :
"This model consisted of superposed planes [i.e., a biplane] measuring five feet from tip to tip and about thirteen inches from front to rear. The model was built and, as I remember it, was tested in the latter part of July, 1899.... I was not myself present."

Les deux frères appliqueront ce principe de contrôle d'équilibre latéral par gauchissement des ailes à leurs trois planeurs de 1900-1902.

 

Ce planeur est l'aboutissement de trois ans de recherches et expérimentations des frères Orville et Wilbur WRIGHT. Entre septembre et novembre 1902, ils ont réalisé plus de 700 vols planés avec cette machine, arrivant à planer sur des distances de 150 à 200 mètres.
Il comporte des gouvernes sur les trois axes :
- gouvernail de direction à l'arrière,
- stabilisateur longitudinal à l'avant (formule "canard")
- et gauchissement des ailes pour contrôler l'axe de roulis. Il y a deux commandes :
- déplacements droite/gauche du corps du pilote pour actionner gauchissement des ailes et gouvernail de direction,
- déplacement des deux mains vers l'avant ou l'arrière pour agir sur le plan canard. [12]
[voir le brevet de mars 1903 ci-après pour des détails]
Capables de concevoir une machine qui porte son pilote, suffisamment stable et contrôlable, la prochaine étape pour les frères Wright sera la motorisation de leur machine, étape qu'il franchiront en 1903 avec leur premier aéroplane, le Flyer I.

Il faut remarquer que le brevet qu'il déposeront en mars 1903 ne contient que des dispositifs testés et mis en oeuvre au préalable. Il est en quelque sorte un bilan de leurs travaux.

[1]

1) Brevet US n° 821 393
par Orville & Wilbur Wright
Titre : Flying machine
Date de dépôt : 23 mars 1903
Brevet du 22 mai 1906
[voir le brevet][7] ou retranscrit [brevet 821393]

Les Wright utilisent des commandes de gauchissement des ailes pour permettre à leur appareil de tourner sans glisser comme il le ferait avec la seule commande de direction. Ils ont clairement mis en évidence la nécessité d'une commande sur l'axe de roulis. [3]

Le principe de commande par mouvement du corps de Lilienthal et Chanute est conservé, mais amélioré et rendu plus précis par positionnement du bassin du pilote sur un petit chariot.

L'action sur les gouvernes ne se fait pas à l'aide de leviers, mais grâce à un chariot commandant de façon solidaire le gauchissement et la direction.
Le pilote est couché sur le ventre, son bassin reposant sur le chariot. La commande simultanée du gauchissement et du gouvernail de direction se fait par déplacement du corps du pilote à droite et à gauche. La commande de profondeur se fait
Rem : Notons que le couplage ailerons/direction est bien connu des aéromodélistes et se programme facilement sur les émetteurs de radiocommande modernes.

 

Le stabilisateur horizontal avant (canard) est commandé par le déplacement des courroies 38 avec les mains : en les tirant ou en les poussant, le plan stabilisateur était baissé ou levé.

Les frères Wright ont été les premiers à utiliser un contrôle sur l'axe de roulis sur un planeur emportant son pilote.

[1]

 

Mic

[37] [38]

 

M

[37]
"Le français LAROZE dépose un levier avec volant différentiel oscillant d'avant en arrière et réciproquement. Si cette oscillation manoeuvre par des fils les gouvernes de la direction, de l'altitude et du gauchissement, elle ne commande pas la stabilité latérale qui est obtenue par un mouvement d'orientation du levier sur son axe même. L'ensemble de l'équilibre n'est donc pas assuré par le mouvement unique d'un seul levier."

[1]

 

Mic

[1]

Santos-Dumont vole avec son 14bis équipé "d'ailerons" sur une distance de 220 mètres (à Bagatelle) et gange le Prix de l'Aéro-Club de France.
Les "ailerons" sont les deux surfaces hexagonales entre les deux ailes
dans les compartiments extérieurs. [1]

La nécessité d'une commande de roulis faisait son chemin. Peut-être limités par les brevets des frères Wright, divers autres constructeurs ont installé sur leurs appareils des gouvernes séparées des ailes. Un exemple avec Santos-Dumont et son premier aéroplane, le 14bis. [4] Like the Wright Flyer, Santos-Dumont's design was a biplane using a canard surface for stability. However, the 14-bis differed notably by using a structure reminiscent of a box kite for the lifting surfaces. Furthermore, the cockpit was unusual in that the pilot stood upright in a wicker basket located between the wings near the back of the aircraft. Santos-Dumont initially powered his craft using a 24-hp engine turning a single aft-mounted pusher propeller behind the cockpit. Prior to making a proper flight in his design, Alberto performed some innovative testing by applying his skill in dirigibles. In July 1906, Santos-Dumont conducted "test flights" by suspending the boxy 14-bis beneath his dirigible Number 14.

Deux volets orientables son placés dans le dernier compartiment de la structure, entre les deux ailes.

Un entrefilet de Flight du 11 mai 1956 p 598 [5], attribue la première utilisation des ailerons à Santos-Dumont : The First Aileron Please forgive the repetition. Ailerons were invented by M. P. W. Boulton in 1868, and were first used by Santos-Dumont in 1906. The facts are simply as follows: — The Boulton patent (No. 392 of 1868) was lost to view until the aileron was in general use. The fact that the Wrights' wingwarping patent was held later to cover ailerons does not alter the fact of a prior but lost invention. If the Boulton patent had been known in 1903 to 1906 it is doubtful whether die actions fought by the Wrights would have succeeded. Santos-Dumont gained the Archdeacon Cup on October 23rd, 1906, for the first publicly recorded powered flight in Europe, the distance being registered as 25 metres: he did not use ailerons on this flight. On November 12th of the same year, 1906, he won the French Aero Club's prize for flying 220 mètres, and used the two ailerons for this second record flight: "Enfin, pourvu de deux ailerons hexagonaux, le célèbre aéroplane triomphait le 12 novembre en gagnant le prix de l'Aéro-Club de France par un parcours de 220 mètres." The ailerons are plainly in view in the lower photograph on page 183 of Dollfus' Histoire de I'Aeronautique, and in other contemporary photographs. I regret that I confused these two record flights in that year, but the essential point stands—that the first use of ailerons was by Santos in 1906. Bleriot almost certainly got the idea from Santos, as he had been following aviation very closely since 1905. Reference books of the time are often dangerous sources of history, as the editors sometimes lacked accurate information about what went on even in their own day, let alone earlier, often owing to unverified personal claims. London, W.I. C. H. GIBBS-SMITH.

[73] Aliott VERNON-ROE (1877-1958) est surtout connu comme pionnier de l'aviation britannique, constructeur de nombreux avions et fondateur de la firme aéronautique A.V.Roe & co. (AVRO), créée le 1 janvier 1910 en association avec son frère Humphrey et Reginald J. PARROT.

Folder #599 Brevet n° 26,099
Date : novembre 1906
Inventeur : ROE, Alliot Verdon
Titre : Improvements in Flying Machines

Dispositif de contrôle de la stabilité et de la direction d'un aéronef au moyen d'une commande unique
[Aucune autre information trouvée sur ce brevet]

[1]

Brevet n° 372 755
Date de dépôt : 19 décembre 1906
Titre : Aéroplane à deux paires d'ailes orientables

" Dans ce premier brevet Robert ESNAULT-PELTERIE décrit un système de commandes permettant de faire varier, soit dans le même sens, soit en sens inverse, les incidences des ailes de façon à faire monter ou descendre l'appareil, l'incliner de chaque côté à droite et à gauche. L'ensemble de ces commandes est effectué au moyen de deux leviers horizontaux, placés à droite et à gauche du pilote, articulés en avant et agissant sur les ailes au moyen de tringleries. Monté sur un joint universel, cardan ou rotule, le premier agit sur l'équilibre transversal quand on déplace la poignée à droite ou à gauche, sur l'équilibre longitudinal quand on la déplace en hauteur. Le levier de gauche agit sur la montée et la descente en conservant l'horizontalité du fuselage quand on déplace la poignée dans un plan vertical, son déplacement dans le plan horizontal fait tourner l'appareil à droite ou à gauche. " [37]

Brevet n° 373 763
Date de dépôt : 19 janvier 1907
Titre : Aéroplane à ailes déformables d'équilibre et à gouvernail directeur et ascensionnel

Robert ESNAULT-PELTERIE a appliqué le dispositif de commande de son premier brevet à son premier aéroplane [le REP 1]. Mais ce dispositif compliqué alourdit l'appareil et n'est pas naturel d'utilisation pour le pilote. Aussi Robert ESNAULT-PELTERIE recherche-t-il un autre moyen d'actionner les gouvernes qui soit naturel pour le pilote.
Dans ce deuxième brevet, entre autre dispositifs, REP décrit le dispositif de commande à levier unique vertical, qui deviendra célèbre et universellement adopté sous le nom de "manche à balai" [control column ou control stick].
[37]

Brevet n° 373 818
Date de dépôt : 22 janvier 1907
Titre : Aéroplane

Dans ce troisième brevet le dispositif de commande décrit n'est qu'une variante de celui du précédent brevet du 19 janvier 1907 [37]

[1]

 

Mic

[1]

 

Mic

[1]

 

Mic

En 1904, le Capitaine FERBER avait été appelé au Parc d'aérostation militaire de Chalais-Meudon par le Colonel RENARD qui le dirigeait. Il a pu y développer et tester plusieurs de ses planeurs.
Finalement ce n'est qu'en 1907 qu'il déposera un brevet pour son système de commande.

Brevet n° FR380073 par Louis Ferdinand FERBER
Titre : Dispositif pour commande des gouvernails d'un aéroplane
Date de dépôt : 1907-07-19
Date de publication : 1907-11-28
[Pas de texte ni de résumé]

" Pour actionner ses gouvernes, il met au point un système de commande constitué par une sorte de cadre déformable Le plan du cadre est à peu près vertical et le pilote, en le poussant en avant ou en le tirant vers lui, agit sur la profondeur. En le gauchissant, il manoeuvre les ailerons latéraux." [37]
[Rem : aucune des photos des appareils de FERBER que j'ai pu voir n'est de qualité suffisante pour voir clairement ce système de commandes]

[71] Titre : Aeroplane
Numéro du brevet: 1115795
Date de dépôt: 16 janv. 1908
Date de délivrance: 3 nov. 1914

 

Dans ce brevet REP décrit trois appareils différent par les gouvernes assurant la stabilité et le système de commande de ces gouvernes.
Pour les trois appareils, il est prévu un gauchissement des ailes, et des gouvernes de direction et profondeur. Pour l'un de appareils, direction et profondeurs correspondent à une gouverne unique [pièce 71 de la figure 10 ci-contre]
[Note : Il serait très intéressant de voir quelles sont les similitures/différences avec le système de commande des brevets français de 1907, mais n'ayant pas vu ces brevets français je ne peux pas faire la comparaison].

Ce brevet mériterait une étude plus détaillée en raison de l'originalité de certaines solutions proposées par Robert ESNAULT-PELTERIE.

En 1908, les frères WRIGHT déposent quatre brevets relatifs aux aéroplanes. [7]

Brevet US n° 1 075 533
O. et W. Wright
Titre : Flying machine
Dépôt : 10 février 1908
Brevet du 14 octobre 1914
[voir le brevet]

Ce brevet décrit un système de commandes mécaniques (pneumatique ?).

Brevet US n° 987 662
O. et W. Wright
Titre : Flying machine
Dépôt : 17 février 1908
Brevet du 21 mars 1911
[voir le brevet]

Système de commande de gauchissement avec 2 leviers voisins.

Brevet US n° 1 122 348
O. et W. Wright
Titre : Flying machine
Dépôt : 17 février 1908
Brevet du 21 décembre 1914
[voir le brevet]

Planeur biplan avec système de gauchissement des ailes par deux leviers proches et avec deux dérives (une devant et une derrière), couplées aux commandes de gauchissement. On est étonné de voir qu'il n'y a pas de stabilisateur horizontal (?)

Brevet US n° 908 929
Frères Wright
Titre : Mecanism for flexing the rudder of a flying machine or the like
Dépôt : 15 juillet 1908
Brevet du 5 janvier 1909
908929.pdf [voir le brevet]

Note : Système utilisé par CLARKE en 1909 [voir infra]

[1]

 

Mic

Alfred RITTER de PISCHOFF (1882-1922) [30]
Paul KOECHLIN (1881-1916)

Envergure: aile avant 6,30 m et aile arrière 5,30 m. Surface alaire: 25 m². Il est propulsé par un moteur 2 cylindres de 20 CV Dutheil et Chalmers.

Cet aéroplane a volé sur 500 mètres le 29 octobre 1908 à Villacoublay, dans une configuration différente de celle de la photo ci-contre [la deuxième paire d'aile a disparu].

Les gouvernes comportaient un gouvernail de direction en deux parties, un gouvernail de profondeur, deux plans canard
La commande du gauchissement se faisait par déplacement transversal du dossier du siège du pilote.
Par ailleurs le pilote a un volant dans les mains [mais pas d'autre précision sur ses déplacements et ses actions].

La machine a beaucoup évolué dans l'année [à moins qu'un autre appareil ait été construit ?]. La deuxième paire d'ailes a été enlevée [photo ci-contre],
[27] [28] [29]

L'aéroplane présenté en décembre 1908 au Salon de la locomotion aérienne, au Grand Palais à Paris est très différent de celui des vols de Villacoublay : des ailerons ont été ajoutés en bout d'ailes [le gauchissement des ailes, s'il existait, a dû être supprimé], deux plans canard placés à l'avant, et la propulsion a été déplacée et modifiée, l'hélice tractive ayant été remplacée par deux hélices propulsives en arrière des ailes.
[On ignore s'il s'agit de la même machine modifiée ou d'une deuxième contruction]
[29] [9]

[]

Léon LEVAVASSEUR (1863-1922)

A partir de l'été 1908, Levavasseur a créé deux évolutions du monoplan Gastambide-Mangin : l'Antoinette IV et l'Antoinette V.

Antoinette IV
Premier vol le 9 octobre 1908. L'appareil est présenté au Salon de la locomotion aérienne à Paris en décembre 1908. La voilure a des dimensions correspondant à ce qui était appelé le type 6:3:2 (chaque aile a une longueur de 6 mètres environ, une corde à l'emplanture de 3 mètres et une corde au saumon de 2 mètres.
[40] [41] [84]

C'est le premier appareil avec stabilisateur horizontal et gouvernail de direction avec une partie fixe et un volet mobile.

[note : ce n'est pas sûr, car le planeur d'Alexandre LIWENTAAL, en 1894, avait un empennage avec direction et profondeur avec volets, d'après les reconstitutions qui ont pu être faites]

Par ailleurs, le monoplan Antoinette se caractérise par un système de commandes bien particulier, qui a peut-être été conçu par Ferdinand FERBER [réf Their Flying Machines, sans plus de précision].
Les commandes sont faites par action sur des volants latéraux : - un grand volant à main gauche du pilote pour la commande des ailerons et du gouvernail de direction (qui étaient donc couplés), - un grand volant à main droite du pilote pour commander les volets de l'empennage horizontal, - deux petits volants devant le pilote, à sa droite et sa gauche, pour les réglages du moteur. Il y avait en outre une pédale au pied pour l'allumage du moteur. Les dimensions des appareils n'étaient en général Les aéroplanes subissaient de fréquentes modifications (souvent à l'occasion de réparations, les casses étant fréquentes à l'époque). C'est ainsi qu'une modification a été apportée au système de commandes de l'Antoinette IV: le gouvernail de direction a été séparé découplé des ailerons et commandé indépendamment par une pédale. [41]

Les commandes sur les 3 axes étaient dorénavant indépendantes.

On raconte que lorsqu'on demandait à Levavasseur pourquoi il avait choisi un système de commandes si compliqué pour ses aéroplanes, il se contentait de répondre : "voler n'est pas simple non plus !"

Le pilotage était si délicat que Latham et Levavasseur imaginent un simulateur pour leurs élèves pilotes [lien vers ma page simulateurs] Après Latham, Wächter et le capitaine Burgeat, plusieurs pilotes apprennent à piloter sur ce monoplan à Mourmelon, à l'école Antoinette : le Hollandais Kuller, l'Allemand Walter de Mumm, l'Américain Hayden Sands, Georges Legagneux alors mécanicien chez Antoinette, qui a passé son brevet chez Sommer (le seul homme qui battra trois fois le record du monde d'altitude), René Labouchère, Eugène Ruchonnet, le commandant Georges Clolus. Hubert Latham aura aussi comme élève Marie Marvingt (1875-1963), la seule femme qui a véritablement maîtrisé le pilotage de l'Antoinette.

[1]

 

On ne cite cet appareil que parce qu'il correspond à l'abandon de l'utilisation des ailerons et un retour au gauchissement des ailes.

L'Antoinette VI, qui effectue son premier vol le 17 avril.
Il possède une aile sans ailerons, utilisant le gauchissement. Cette technique sera utilisée sur tous les monoplans ultérieurs suivants.
[84]

Henri FARMAN (1874-1958) était de père anglais et de mère française. il opta pour la nationalité française et changea son nom en 1937 [il était né Henry Farman]. Après une brillante carrière de coureur cycliste, il se tourne vers la course automobile, qu'il abandonnera en 1905, à la suite d'un accident, pour se consacrer à l'aviation naissante.

Au tout début de l'année 1909, Henri FARMAN rompt sa collaboration avec Gabriel VOISIN et entreprend immédiatement la construction de son premier appareil personnel avec l'aide de l'ingénieur BLUM : ce sera le Farman HF-2 [le HF-1 était l'appareil commandé à Gabriel VOISIN fin 1908 mais que ce dernier vendra à un anglais, causant la rupture définitive entre les deux hommes].
Le premier vol du HF-2 a lieu à Mourmelon (Châlon en Champagne) le 6 avril 1909.
[Les appareils qui seront ensuite construit seront appelés HF-3 ou Farman III. Henri Farman en vendra une trentaine]

Les ailerons ne viennent dans l'alignement des ailes que sous l'action du vent relatif lorsque l'avion vole. Ils ne sont apparemment pas conjugués et je n'ai pas trouvé de détail sur la manière dont ils sont commandés.
"Le gouvernail est remplacé par le gauchissement des plans arrières" [ S'agit-il du gouvernail de direction ou de profondeur ? Qu'est-ce que les plans arrières ?].
[80] [81] [82]

Dans les appareils de série [les Farman III], ont trouve des variantes et des panachages divers :
- ailerons non débordants,
- ailerons uniquement sur l'aile supérieure,
- système de commande avec un guidon au lieu d'un levier,
- etc.

Ci-contre, le poste de pilotage du HF-2 :
Un levier unique à main droite commande les ailerons et la profondeur. Le gouvernail de direction est formé de deux plans mobiles monoblocs situés entre les deux plans de queue et commandés par le palonnier aux pieds. [82]

Farman pourrait être l'inventeur du le mot "aileron" :
"Le 8 juillet 1908, alors qu'il est en tournée aux États-Unis, il invente le mot « aileron », baptisant de ce nom les volets disposés en bout d'aile des avions qui sont présentés." [83]

C'est Henry FARMAN qui utilise pour la première fois, sur ses aéroplanes HF-2 et HF-3 (Farman III), des ailerons installés sur le bord de fuite des ailes.

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Le groupe de l'A.E.A. (les BELL's boys)
De gauche à droite : CURTISS, BALDWIN, BELL, SELFRIDGE et Mc CURDY)

Graham BELL et ses boys !

Alexander Graham BELL (1847-1922) Très connu comme inventeur du téléphone, il s'est intéressé à l'aviation.

Frederick Walker "Casey" BALDWIN (1882-1948)
Thomas SELFRIDGE
John Alexander Douglas Mac CURDY (1886-1961)

Glenn H. CURTISS (1878-1930) Constructeur de motocyclettes, il est venu à l'aviation sous l'influence de BELL

Brevet US n° 1 011 106
Déposé conjointement par les cinq membres de l'A.E.A.
Titre : Flying Machine
Enregistré le 8 avril 1909
Octroyé le 5 décembre 1911
[39] [voir le brevet]

Description d'ailerons triangulaires placés aux extrémités des deux ailes du biplan

Commande des ailerons par un harnais aux épaules du pilote.

Signalons qu'il était décrit aussi dans le brevet un système d'ailerons placés entre les deux ailes du biplan.

En 1911, John Mc CURDY, qui a fondé sa propre entreprise de construction aéronautique, quelques temps après la dissolution de l'A.E.A, développe un biplan.

Le moteur est un Gnome.
L'appareil n'a pas les ailerons du brevet de l'A.E.A., des ailerons encastrés . [A voir]

Si l'on parle ici de ce biplan, c'est parce que John Mc CURDY a conservé le harnais de commande des ailerons des machines de l'A.E.A. fixé aux épaules du pilote, qui est bien visible sur la photo ci-contre. Le volant, monté sur une tige verticale mobile d'avant en arrière, commande les gouvernails de direction et de profondeur qui sont à l'arrière, le stabilisateur avant ayant été abandonné.

 

En 1909, en Angleterre, Alec OGILVIE and Ted SEARIGHT avaient commandé un aéroplane Flyer A aux Wright. Mais en attendant la livraison et impatients de voler, ils demandent à la firme Clarke & Co., de Kingston (Thomas W.K. CLARKE et ses frères) de leur construire un planeur de type Wright (pour les familiariser avec le pilotage des appareils Wright).

Le constructeur part du planeur de 1902, mais en lui apportant un certain nombre de modifications importantes :
- double plan canard à l'avant,
- ajout de patins d'atterrissage...
[14] [13]

 

Le pilote est en position assise et contrôle l'appareil avec deux leviers qu'il tient un dans chaque main.

Le levier de main droite agissant sur le gauchissement des ailes et simultanément sur le gouvernail de directions, ces deux commandes sont couplées.

Le levier de main gauche agit sur le plan canard de stabilisation horizontale, modifiant non seulement sa position mais aussi sa courbure.
[T. CLARKE a construit ce stabilisateur selon le brevet Wright US n° 908 929 de juillet 1908] [voir supra]

 

Brevet N° 426 334
Titre : Perfectionnement aux aéroplanes
Date d'effet : 29 avril 1910
Date de délivrance : 1 mai 1911 (et publié le 4 juillet 1911)

Dans son brevet, Marcel LEYAT propose de combiner chaque aile de l'appareil avec un aileron qui en est indépendant et dont les mouvements, couplés à ceux du gouvernail de profondeur, permettent le contrôle de l'appareil sans nécessiter de gouvernail de direction et suppriment les effets secondaires des commandes "classiques" par gauchissement des ailes.
[Voir le brevet]

[Note : Leyat mettra en oeuvre ce système, avec différentes adaptations, dans plusieurs planeurs ou avions qu'il concevra plus tard]

"Turcat-Méry" est une société de construction d'automobiles fondée en 1899 par Léon TURCAT et son beau-frère Simon MÉRY.
Le concessionnaire parisien, Henri ROUGIER (1876-1956) est un pilote de courses automobiles réputé, qui court sur des voitures de la marque qu'il représente (il gagnera le premier Rallye de Monte-Carlo en 1911).

En 1909, Rougier apprend à piloter un aéroplane, et obtient le brevet de l'Aéroclub de France N° 11, le 18 novembre 1909. Il participera à de nombreux meetings aériens, en volant principalement sur des aéroplanes Voisin.
Il s'associe avec Turcat et Méry pour fonder la firme Turcat-Méry-Rougier qui doit produire des moteurs et des avions. Ils font appel à Raoul VENDÔME pour leur concevoir un aéroplane : ce sera le TMR (Turcat-Méry-Rougier) dessiné par Antoine ODIER (1884-1956), jeune ingénieur des Arts et Métiers, travaillant avec Vendôme.

[42] [74] [75] [77]

Pour leur projet, Odier et Vendôme devront utiliser le moteur de la firme "Turcat-Méry" (qui pèse 220 kg pour une puissance de 18 CV).
Odier fait preuve de beaucoup de créativité dans la conception de cet aéroplane : création d'un profil d'aile creux, d'une hélice originale à quatre pales, installation d'un système de commandes innovant [voir brevet n° 414028 ci-dessous], suppression de l'équilibreur avant et remplacement de la roulettes de queue par un béquille à sandow... La structure de ce biplan 'Odier-Vendome' construit en bois et en toile est assemblée dans un atelier de Grenelle dirigé par Régis, autre Gadz'Art de la même promotion qu'Odier. Le biplan décollera du premier coup, le 27 mai 1909, avec aux commandes Antoine Odier qui n'avait jamais piloté.
[note : le dessin de l'hélice donnera lieu au dépôt d'un brevet par Turcat et Odier, n° 412735 du 17/02/1910 : "application de la spirale logarithmique à des pales d'hélice")

[Sur la photo ci-contre, on note la disposition des deux gouvernails de direction. Remarquons aussi qu'il n'y a pas d'ailerons sur ce modèle, la commande de roulis étant réalisée par un gauchissement des ailes]

Suite à la construction du prototype, le 9 juin 1910, Léon TURCAT et Antoine Isidore ODIER déposent le brevet d'invention n° 414028 ayant pour titre "'Mécanisme de commande simultanée de plusieurs organes indépendants dans un aéroplane"
[Pas de texte ni de résumé]

Un deuxième biplan, connu sous le nom de d'aéroplane Turcat-Méry-Rougier (ou TMR), équipé de ce système de commandes, sera présenté au Salon de l'Aéronautique à Paris, à la fin de l'année 1910, sur le stand « Turcat-Méry-Rougier ». [78]

Les gouvernes [grands ailerons sur le bord de fuite des ailes supérieures et gouvernail de profondeur, monobloc, sont bien visibles sur la photo ci-contre] sont actionnées par un volant monté sur une tige verticale, vraisemblablement articulée.

[les radiateurs de refroidissement du moteur sont montés à plat sur les ailes supérieures]

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Henri ROUGIER en 1921 [76] et Antoine ODIER [77]

En 1911, Alexandre LIWENTAAL dépose un second brevet en Angleterre.

Numéro du brevet: GB 11,784
Titre : Improvements in or related to aeroplanes and the like
Date de dépôt: 16 mai 1911
Date de délivrance: 16 août 1912
[53] [89] [Voir le brevet]
Dispositif  particulièrement novateur de conduite et d’équilibrage d’un aéroplane réalisé par des jets d’air comprimé : L'air est comprimé par un compresseur couplé au moteur de l'avion. Les jets d'air sont répartis aux saumons et au bord d'attaque des ailes, vers le haut et vers le bas. Les gouvertails de direction et de profondeur sont supprimés. Ces gouvernes sont remplacées également par des jets d'air disposés en croix, deux horizontaux et deux verticaux. Les jets sont contrôlés par des clapets, commandés automatiquement par des balanciers.