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Hélice de propulsion,
L'objet de l'invention réside dans une forme spéciale des génératrices d'hélices de propulsion.
Elle a pour but d'indiquer quelle forme il y a lieu de donner aux pales des hélices pour obtenir, dans un cas donné, un maximum de rendement et de poussée. La forme spéciale de la génératrice de la surface hélicoïdale décrite ci-après a pour but d'augmenter le volume de liquide engendré, tout en empêchant la formation de cavités dans le moyeu.
On connaît déjà un certain nombre de moyens destinés à augmenter le volume du liquide engendré et à récupérer de l'énergie d'écoulement par exemple pn peut prévoir des enveloppes en forme de tuyères pour les roues de turbine et des enveloppes pour les hélices de propulsion. Mais en pratique
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on a renoncé à ces moyens, parce que l'augmentation de la poussée est compensée par des frottements du liquide et par la résistance que la tuyère oppose à sa translation dans le liquide.
On a essayé jusqu'à présent tous les moyens imaginables pour perfectionner l'hélice, tels que:choix d'un pas d'hélice approprié, différentes formes de profil, incurvations radiales et périphériques des pales, inclinaison de ces dernières dans le sens de la marche du navire ou dans le sens opposé etc.
On a employé pour les hélices de propulsion des pales 'évolues s en forme de voile de sutentation afin d'augmenter le rendement.,
Cette forme à l'inconvénient de donner une force de traction insuffisante et de donner lieu pour de fortes charges à des phénomènes de formation de cavités,,
Toutes les propositions qui ont été faites pour certains cas spéciaux sont inapplicables quand il s'agit de trouver une amélioration de la construction permettent une application générale, étant donné que les avantages qu'elles procurent sont accompagnés d'inconvénients.
Des essais et des études ont montré qu'une forme appropriée de la génératrice constitue un moyen de perfeo- tionner n'importe quelle forme d'hélice de caractéristique donnée, mêmne l'es meilleures.
Ces essais ont montré qu'une incurvation de la généra,- trice vers l'arrière dans le sens opposé à la marche du navire entraîne une diminution de la poussée, parce que cette forme favorise la contraction de la veine liquide, tandis que la pression asiatique est augmentée dans les environs du moyeu, ce qui réduit le danger de formation de cavités en cet endroit,* Ce moyen donne donc une diminution du volume engendré, par conséquent de la poussée. Si l'on adopte une tuyère enveloppant l'hélice, la poussée est augmentée par ce que la construction de la veine liquide e t supprimée..
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Si on donne à la génératrice une incurvation vers l'avant dans le sens de la marche du navire, ainsi que cela se fait dans l'hélice conique du système 'Hirsche et dans les construo- tions analogues, caractérisées par une concavité du cote de l'aspiration, on obtient une augmentation de la poussée, mais en meme temps une sensibilité croissante à la forma. tion de cavités dans le moyeu, parce que la pale entière de l'hélice s'oppose à la contraction de la veine liquide par suite d'une action analogue à celle d'une tuyère, étant donné qu'elle ne peut pas produire de chute de pression centripète dans les enviJ&ns du moyeu. la présente iaavention est caractérisée par une forme spéciale de la génératrice; forme qui est basée sur toutes les considérations énoncées ci-dessus.
Dans l'hélice, objet de l'invention, la génératrice est inclinée dans les environs du moyeu, c'est-à-dire dans le premier tiers dans le sens opposé à la poussée et à l'extrémité de la pale soit environ dans le troisième tiers, dans le sens de la poussé% Il s'ensuit que la partie se trouvant entre le premier et le troisième tiers c'est-à- dire le milieu de la pale, a une direction principale qui est approximativement celle d'un rayon. Cette disposition donne en même temps tous les avantages voulus.
On conserve ainsi la direction principale qui est celle d'un rayon, qui est la meilleure pour des raisons.de solidité et pour éviter des vibrations de la pale. nes parties incurvées vers l'avant donnent une augmentation de volume engendré qui devient plus grand que celui des constructions normales; la veine liquide produite ainsi ayant la forme d'un cône creux enveloppe tout comme le ferait une tuyère solide les parties centrales de la veine liquide. Ceci produre surtout pour les parties moyennes de la pale, une augmentation très sensible du volume engendré, par cons équent de la poussée.
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La partie du centre de la génératrice, qui est incurvée en arrière, donne une composante centripète de la pression, ce qui empêche la formation de cavités dans le moyeu.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple en,coupe longitudinale une hélice de propulsion ainsi conçue. L'hélice tourne sur l'axe P. et ses pales 2 possèdent une forme telle que la génératrice 3 ainsi que la logne centrale 4 des profils transversaux est incurvée du côté du moyeu 5 dans un sens opposé à la translation 6 ; dans le milieu de l'hélice en 7, la direction de la génératrice est perpendiculaire à l'axe de l'hélice. A partir de cet endroit la génératrice s'incurve peu àpeu vers l'aval, de telle façon que l'extrémité 8 soit le point le plus avancé de la pale* Dans cet exemple, la droite reliant làendroit de la naissance 5 et l'extrémité 8 est perpendiculaire à l'axe ; cependant l'an- gle # peut être un peu plus grand ou un peu plus petit que 90 .
Toutes les exécutions possibles de la pale sont carac- térisées par un angle d'inclinaisons de la tangente à l'origine 5 de la génératrice qui est toujours un angle aigu, tandis que l'angle anlogue # de le extrémité de la pale doit toujours être un angle obtu. Par conséquent la concavité de la génératrice de la pale se présente sur le côté avant. La direction principale moyenne de la géné- ratrice doit être approximativement perpendiculaire à l'axe de l'hélice, mais de petits écarts sont admissibles de telle façon que l'extrémité 8 peut se trouver dans le sens axial un peu en avant ou en arrière de l'origine 5.
Le premier cas a cet avantage que la composante du moment de flexion s'opposant à la poussée de l'hélice provoque une réduction se l'effort de flexion de la matière sous l'action de la force centrifugea ce qui permet d'adopter des sections plus faibles pour les paies.-
Si l'on tient compte de ces conditio s, on peut améliorer @
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le fonctionnement de n'importe quelle hélice, tant au point de vue du rendement qu'au point de vue de la poussée, en
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conservant toutes ses autres caractéristtqqes tellfia que diamètre, pas, profila surface, nombre de pales, etc. ceci rien qu'en donnant à la génératrice la forme spéciale décrite.
L'amélioration du fonctionnement a lieu pour toite la gamme des vitesses entrant en considération.
Etant donné l'effet des mesures proposées on peut réduire la surface de la pale pour une poussée donnée, ce qui amené encore une augmentation du rendement. Le principe décrit s'applique toutes les hélices de propulsion travaillant dans l'eau, dans l'air ou dans les deux fluides.