<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements apportés aux hélices et analogues"..
L'invention est relative aux hélices et analogues, et a pour objet une forme particulièrement efficace de ces dispo- sitifs,qui sera en même temps sensiblement exempte des incon- vénients de l'érosion et de la cavitation.
Une partie très importante de la section d'une hélice est la partie du dos de la pale comprise entre l'épaisseur maxi- mum et le bord d'attaque,et un objet de la présente invention est de former cette partie de telle manière que le rendement maximum puisse être obtenu tout en supprimant l'érosion et la cavitation.
Des expériences avec des pales d'hélice ayant des sections de différentes épaisseurs ont montré que le rendement maximum peut être obtenu'si le rapport de cambrure de la section de
EMI1.1
la pale,c'est-à-dire,le rapport de\;épais6eur à la largeur, est dans le voisinage de 0,075 quand l'épaisseur maximum est
<Desc/Clms Page number 2>
située à 29 % de la longueur de la section de la pale,c'est- à-dire,à xx 0,29 L du bord d'attaque.
Des expériences subséquentes,quand des pressions étaient dessinées comme des contours autour du profil,ont montré que des sections plus épaisses avec un nez obtus causent une sé- rieuse instabilité du courant et un faible rendement,et,en outre,que les hélices peuvent s'éroder sur la face propulsi-. ve;d'autre part,des sections plus minces ayant des nez plus fins sont moins efficaces et peuvent subir une érosion sur le dos aux grandes vitesses.
L'invention consiste un une pale d'hélice ou analogue, dans laquelle la forme de la 'courbure du dos de la pale du. point d'épaisseur maximum au bord d'attaque de la pale est similaire pour toutes les dites sections transversales,le rapport de la hauteur de la courbure au-dessus d'une ligne passant par le bord d'attaque de la pale et coïncidant avec- ou parallèle à-la ligne de longueur hélicoïdale contenue dans la surface hélicoïdale de la face active de la pale,c'est-à- dire la face propulsive.en une section donnée quelconque,à la distance entre l'ordonnée d'épaisseur maximum et le bord d'at- taque de la pale, dans la section en question, étant de préfé- rence êgale à 0,26 avecune tolérance de+0,0%.
L'invention consiste aussi en une pale d'hélice ou ana- logue,suivant le paragraphe précédent,dans laquelle l'épaise seur maximum mesurée à angle droit par rapport à la ligne de largeur hélicoïdale susmentionnée/en n'importe quelle se--4 tion transversale de la pale,se trouve à une distance du bord d'attaque qui est à 25 à 29 % de la largeur de la pale à l'en- droit de cette section,c'est-à-dire,de la longueur mesurée le long de la ligne de longueur hélicoïdale contenue dans la surface hélicoïdale de la face active de la pale en cette section.
L'invention consiste aussi en des pales d'hélices ou analogues,sensiblement comme décrit ici avec référence aux .
<Desc/Clms Page number 3>
dessins ci-annexés.qui ne sont pas nécessairement à la même échelle.
Parmi les dessins.
Les figures 1 et 2 représentent des sections d'une hélice suivant l'invention en trait plein avec des sections corres- pondantes d'une hélice normale en trait mixte, L étant la longueur développée mesurée le long de la ligne de longuéur hélicoïdale susmentionnée,
La figure 3 représente à droite une série de sections de pales mises à plat avec le contour de la pale développée, formé en joignant les extrémités de ces sections,et à la gauche une section longitudinale le long des points d'épais- seur maximum;
La figure 4 est une forme similaire à celle de la figure 3 montrant la relation angulaire de la pale d'hélice au moyen dans. une forme ;
La figure 5 représente deux sections transversales d'une pale,faites pour des rayons différents et ayant des épaisseurs différentes,
La figure 6 est une reproduction d'après une photographie d'une héliceconstruite suivant une forme de la présente in- vention.
Dans la forme de l'invention représentée aux figures 1 à 3 et 6,les épaisseurs de la pale sont réglées de manière à donner un rapport d'épaisseur constant te environ 0,26; le le est la distance entre l'endroit d'épaisseur maximum et le bord d'attaque ,mesurée comme susmentionné,et te est la hauteur de l'ordonnée maximum au-dessuadu côté inférieur du nez comme mentionné ci-dessus et ci-dessous, L étant la longueur de la section comme représenté par exemple à la figure l.Dans le cas des gabares ou cargos ayant des hélices à pales relativement étroites suivant la présente invention, les limites préférées de le sont 0,25 L et 0,29 L combinées avec des rapports de cambrure de Q,064 et 0,075.
<Desc/Clms Page number 4>
Il y a deux obstacles pratiques à l'accomplissement de ceci,le premier est que pour des motifs de résistance,quand on utilise de la matière ordinaire,on est habituellement forcé d'adopter un rapport de cambrure'plus grand que 0,075 pour les sections proches du moyeu.Si l'on utilisait un rapport de cam-' brure de ce genre pour les sections proches du bout,l'hélice serait trop lourde.
Le contour de la pale est,pour cette raison,rendu plus étroit vers les bouts et plus large à la base que dans une hé- lice ayant un contour elliptique normal,afin de modifier le rapport de cambrure dans la direction requise,c'est-à-dire, moindre à la base et plus élevé aux bouts.Toutefois,cela ne suffit pas, et pour ce motif on adopte l'expédient suivant.
Quand le rapport de cambrure d'une hélice suivant l'inven- tion est supérieure à 0,075,le nez de la section est relevé d'une quantité égale à l'épaisseur de la pale moins 0,075 L, l'ordonnée maximum étant à 0,29 L du nez,comme représenté à la figure 1.En remontant le long de la pale, ou près du bout, le rapport de cambrure devient plus faible et le relèvement moindre..
Quand le rapport de cambrure est égal à 0,075 L,une face à peu près plate est donnée à la section et l'ordonnée maximum est à 0,29 L du bord d'attaque.Plus près du bout,l'épaisseur doit être accrue ou bien l'ordonnée maximum doit être placée plus près du bord d'attaque ;
il estdésirable de diminuer la courbure de la moitié arrière de la pale,car ici au bout les vitesses plus grandes rencontrées pourraient causer de la per- turbation dans le courant et de l'érosion.D'autre part,il n'est pas désirable de placer l'ordonnée maximum plus près du nez que 0,25 L dans des circonstances normales,mais cela peut' être nécessaire quand on adopte des pales très larges.Quand les épaisseurs requises à des fins de résistance donnent un rapport de cambrure inférieur à 0,064,l'épaisseur est accrue jusqu'à ce que le rapport atteigne 0,064, l'épaisseur est accrue
<Desc/Clms Page number 5>
jusqu'à ce que le..rapport atteigne , ,et l'ordonnée maximum est placée à 0,25 L du bord d'attaque,comme représenté à la figure 9!,
.Ceci provoque un léger épaississement vers le bout, qui est représenté sous une forme quelque peu exagérée à la figure 3,à laquelle on se réfère ci-après,et cet épaississement est une caractéristique importante de l'invention.
Les épaisseurs maximum auxquelleson arriver doivent être ajustées les unes par rapport aux autres,et ceci donne en cer- tains points des rapports de cambrure intermédiaires entre 0,075 et 01064;dans ce cas. l'ordonnée maximum est déplacée pour donner une forme constante au das courbé de la sectionna l'en- droit du nez, avec une valeur constante de te de 0,26 approxima- le tivement.
La figure 3 représente un contour de pale comme susmen- tionné et la section d'épaisseur maximum atteinte par l'appli- cation de ce qui précède.Cette figure permet aussi de donner un résumé commode d'une méthode de construction d'une pale suivant la présente invention, ainsi qu'une méthode d'examen d'une pale construite ,pour déterminer si elle est en concor- dance ou non avec la présente invention.
EMI5.1
Au point de vue construotif.e-c en considérant,pour la fa- cilité,la section inférieure représentéeyla partie de droite de la figure 3,la longueur L estdéterminée en tenant compte des conditions de résistance ou de superficie de la pale requises
EMI5.2
en cette partie;l'endroit de l'épaisseur maximum envisagea ci- GeT dessus est,de préférence,à 25 % à 29 % de -e longueur à partir du 'bord d'attaque,le chiffre variant avec la forme de la pale étant 0,29 L dans la section particulière choisie.Ceci détermine la position de la ligne ±.La distance te est mesurée en descen- dant le long de la ligne t à partir du sommet de la section, le montant étant,comme on l'a expliqué ci-dessus égal à 0,26 fois la distance entre la ligner et le bord d'attaque de la paie,,
avec une tolérance de+0,0%.Une ligne horizontale menée par le
<Desc/Clms Page number 6>
point ainsi trouve, détermine' le point où les courbes supérieure et inférieure de cette section se rencontrent, mais, à cet égard, ré- férenoe doit être faite à ce qui est-dit ci-après concernant le nez non dégrossi. Les seotions sont faites, par exemple, en bois mince et appliquées à la face propulsive @ du moule de l'héli- ce, étant oourbées suivant des courbes en concordance avec le rayon approprié à partir du centre de l'hélioe. La forme de la courbe entre l'endroit d'épaisseur maximum et le bord d'attaque de la pale est de préférence approximativement comme représenté.
Si l'on envisage l'essai d'une pale achevée, on peut mesurer la distance L . La position de l'épaisseur maximum peut être trouvée, mais on doit tenir oompte de ce que l'épaisseur maximum de la pale/mesurée sur une hélice aohevée,n'est pas la hauteur normale de la section utilisée à cet endroit lorsque l'on construit l'hélice, mais une hauteur normale à la faoe propulsive de la pale. On peut mesurer l'épaisseur maximum ainsi que la distance entre l'endroit de l'épaisseur maximum et le bord avant de la pale .
On peut alors déterminer par le calcul si le rapport 0,26 ¯ 0,02, susmentionné, existe ou non.
La figure 4 représente le contour d'une pale construite comme déorit en se référant à la figure 3, et représente l'angle ACB qui est l'angle dent la pale est décalée en arrière par rapport à la position radiale.
Généralement, la longueur totale du moyeu de l'hélioe est ra- ohetée par la largeur de la pale à la base et détermine dans une large mesure sa largeur maximum.
L'épaisseur réelle de la pale est déterminée par des calculs de sollicitations et dépend de la matière employée pour l'hélice et de la largeur de la pale, mais cette dernière est généralement - restreinte par la longueur de moyeu disponible.
La forme de la courbe du dos de la pale est déterminée appro- ximativement en divisant la longueur d'entrée le en plusieurs par- ties et en élevant des ordonnées portant la relation oorreote à
<Desc/Clms Page number 7>
l'épaisseur d'entrée te, comme représenté à la fjgure 5.
Aux figures 1, 2 et 5, le bord d'attaque de la pale a été représenté arrcndi. En pratique, le nez de la pale est traité comme s'il était plat et faisait partie d'une ligne telle que x y (figure 1). La courbe du dos de la pale entre le nez et l'en- droit d'épaisseur maximum part du coté supérieur de cette partie plate. L'épaisseur du nez non dégrossi qui est égale à environ
0,18 fois 0,75 L est finalement dégrossie suivant un rayon. En pratique, suivant l'invention, on accroît souvent l'épaisseur du gaz non dégrossi quand le rapport de cambrure est supérieur à 0,075 , jusqu'à une épaisseur égale à 0,18 .!! et l'épaisseur supplémentaire est ajoutée au oôté inférieur de la section, comme représentéà la f igure 1.
Les pales d'hélioes, en particulier oelle des hélices marines, sont habituellement réalisées en se rapportant aux sections de la pale coupées par des cylindres concentriques par rapport aux axes de rotation de l'hélioe. L'expression"sections transversales') employée dans cette description)se réfère aux seotions précitées quand elles sont développées.