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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS APPLICABLES NOTAMMENT AUX PRO- PULSEURS HELICOIDES ET SEMBLABLES, POUR EN OBTENIR LE RENDEMENT MAXIMUM EN TOUTES CONDITIONS.
L'invention concerne.un appareil applicable notamment aux pro- pulseurs à hélices aériennes et marines,'ainsi qu'aux appareils de ce genre, et elle a pour objet un appareil qui, lorsqu'il est employé en association avec un propulseur hélicoïde ou semblable permet d'en obtenir l'effet utile maximum dans toute l'étendue de sa gamme de fonctionnement.
Pour obtenir pareil résultat dans des propulseurs hélicoïdes, on a antérieurement utilisé divers agencements. de ces
Un/agencements, généralement dénommé "hélice à pas variable" est basé sur la modification du rapport du pas géométrique moyen au dia- mètre de l'hélice. Pareil agencement a toutefois le désavantage d'être compliqué car en raison de l'obligation de faire pivoter les pales alors qu'elles sont influencées par la force centrifuge, un effort excessif est nécessaire pour assurer le pivotement, tandis que le ren- dement est faible lorsque le rapport du pas géométrique au diamètre de l'hélice est peu élevé.
Une autre méthode connue consiste à munir le propuls.eur hélicoï de d'aubes fixes ou réglables afin de communiquer au fluide entrant un tourbillonnement inverse, excédant en substance la trainée circu- laire du propulseur. Dans ces conditions, le coefficient de charge
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d'un propulseur donné croît en raison de l'accroissement du moment tournant. Toutefois les conditions ne se réalisent ou/au début du fonc- tionnement du propulseur, et aucune disposition n'est prévue pour obte- nir des conditions appropriées à. des vitesses de croisière ou des vi- tesses maxima.
Dans un troisième agencement connu, on prévoit des aubes directri- ces d'entrée réglables de section aéredynamique symétrieque de manière à déterminer un tourbillonnement positif ou négatif dans le fluide en- trant, en sorte de réduire ou d'accroître le moment tournant de l'hélice propulsive.
Cet agencement comporte deux sérieux inconvénients, savoir: en raison du profil symétrique des aubes, celles-ci présentent des an- gles d'attaque excessifs au fluide entrant lorsqu'on utilise de grands angles de déviation, tandis que des aubes directrices d'entrée symétri- ques font dévier d'une façon égale le fluide entrant le long des pâles, indépendamment des moments tournants très différents produits par les diverses portions des pales.
Le but réel d'aubes directrices d' entrée au sens aérodynamique est de produire une modification dans la "circulation" du fluide autour des pâles du propulseur, la "circulation" correspondant à l'expression v cos des, dans laquelle V = la vitesse autour d'un profil sérodyna- mique; e = angle entre le trajetautour du profil etle trajet dedé- placement du fluide et ds un élément du trajetautour du profil.
On sait que les pales d'une hélice propulsive neuvent être établies soit pour 'une "circulation" constante, soit pour une "circulation" va- riable.
Des recherches ont montré que des aubes directrices d'entrée ré- glables ou fixes, telles qu'utilisées jusqu'à. présent,sont incapables de produire des variations dans la, "circulation" comparables à, celles produites par des hélices à pas variable, car l'on n'obtient qu'un fai- ble accroissement de "circulation" par l'emploi d'angles de pivote:;lent négatifs d'environ 10 à 15 la "circulation" diminuant lorsqu'on fait croître l'angle de pivotement au delà de ces valeurs.
Ceci provient de l'emploi de profils aérodynamiques symétriques, lesquels donnent une va- nation de la "circulation" qui n'est pas directement proportionnelle à la "circulation" le long de la pâle.
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Les demandeurs ont trouvé que pour obtenir l'effet utile maximum dans chaque position des aubes directrices d'entrée, il est nécessai- re de produire un incrémentdans la "circulation", soit négatif soit positif, qui est proportionnel à la variation de base dans la "cir- culation" le long de la paie. Ceci implique l'emploi d'aubes direc- trices d'entrée stationnaires présentant un pas variable, et une cam- brure ou courbure variable de la section aérodynamique.
La présente invention remédie aux désavantages des agencements connus dont question plus haut.
Conformément à l'invention, des aubes directrices flexibles, de préférence creuses, de pas variable et de cambrure ou courbure va- riable, sont agencées de manière à être montées pivotantes dans un emplacement fixe par rapport à une hélice propulsive,en sorte de pouvoir les disposer suivant un angle positif ou négatif. L'angle de réglage sera de préférence variable jusqu'à un maximum de + 20% à partir de'la position neutre correspondant à une grande efficacité.
Lorsque l'efficacité n'est pas d'importance primordiale, l'angle d'in- clinaison peut être plus important. Les aubes peuvent être construi- tes en tôle d'acier inoxydable très élastique, ou en toute autre ma- tière appropriée, comme par exemple de la toile. Les aubes sont de préférence établies en plusieurs sections disposées de façon à s'adap- ter étroitement à recouvrement l'une à l'autre suivant la longueur de l'aube de façon à pouvoir prendre les diverses positions requises.
De préférence le nombre d'aubes est égal à celui des pâles de l'hélice augmenté d'une unité, de manière à éviter 'des effets de résonances sonores entre les ples et les aubes. Les aubes sont de préférence montées entre un moyen central et un organe-enveloppe externe, de façon à former un ensemble pouvant s'adapter comme un tout, en -Lui montage fixe, à tout type de propulseur. Des moyens sont également prévus pour modifier les positions de toutes les aubes; d'une manière simultanée.
L'invention sera ci-après décrite exemplativement, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.l est une vue partielle, en élévation et. coupe suivant la ligne 1-1 de la fig.2;
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Fig.2 est une élévation en bout d'un propulseur hélicoïde équipé d'un dispositif régulateur selon l'invention;
Figs 3, 4, 5 et 6 montrent des détails;
Fig. 7 est une vue en élévation par bout d'un propulseur héli- coide ou autre pompe;
Fig.8 est une coupe selon la ligne 8-8 de la fig.7;
Fig. 9 est une coupe partielle selon la ligne 9-9 de le, fig. 7;
Figs 10 et 11 montrent des détails.
En se référant tout d'abord aux figs 1 à 6, qui montrent un exemple de construction dans l'application de l'invention à un pro- pulseur pour engin de locomotion aérienne, l'appareil est constitué par un moyeu central, profilé en lignes de flux, 1, et conformé de manière à correspondre au bti voisin 2 du propulseur ou moteur de l'engin, auquel il doit être attaché. Autour et espacé du moyeu 1 estdisposé un organe-enveloppe, externe, circulaire, 3, de profil aérodynamique, qui peut se prolonger au dessus des paies 4 de l'héli- ce, en ménageant un léger jeu 5. L'organe- externe 3 est de préférence établi en duralumin, et présente en coupe une forme d'ai- le creuse dont le coté externe 6 est constitué par 'Lui blindage.
Dans le moyeu 1 et l'enveloppe 3 sont montés des arbres '7 uni- formément espacés, sur lesquelssont enfilés des manchons capables de tourner, 8. Sur chacun des manchons 8 est montée, au voisinage de son bord d'entrée 10, une aube creuse 9, à profil d'aile ou aéro- dynamique. Ces aubes sont établies en tôle d'acier inoxydable de grande élasticité ou en tout autre matériau suffisamment résistant, approprié.
De préférence, chaque aube, 9 est constituée par un cer- tain nombre de sections disposées côte à côte suivant la longueur de l'aube, et se recouvrant légèrement l'une, l'autre,
Entre les bords d'entrée et de sortie 10,11 de chaque aube 9, et de préférence plus près du bord de sortie 1.1, un deuxième arbre 12 traverse l'aube 9, parallèlement au premier arbre 7. Autour de cet arbre 12 est disposé, rotatif, un manchon 18
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Autour du moyeu 1, est monté o0l1c8ntric[LleL19nt un organe-enve- loppe 13, positivement fixé au moyeu.
Les arbres 7, 12 et les man- chons 8, 18 traversent l'organe-enveloppe 13, le premier arbre 7 étant fixé au moyeu 1; et une fente ou rainure convenable étant
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ménagée dans l'organe 13, permettant les déplacements nécessaires de l'arbre 12 et du manchon 18 par rapport à l'arbre 7.
A l'extrémité inférieure du manchon 8, dans l'espace compris entre l'organe 13 et le moyeu 1, est fixé un levier 14 pourvu d'une petite fonte 15 (fig.4), destinée à recevoir l'extrémité inférieure du deuxième arbre 12.
Entre les deux arbres 7 et 12, le levier 14 porte une cheville de guidage 16, tandis qu'une cheville de guidage 17 est fixée à l'extrémité inférieure du manchon 18 et qu'à l'extrémité inférieure de l'arbre 12 est fixée une cheville de guidage 19. Les chevilles de guidage 16, 19,17 viennent en engagement avec des fentes ou rainu- res 20, 21 et 22 formées dans une plaque directrice de commande 23 (fig.3).
La cheville de guidage 16 du levier 14 est en engagement avec la rainure ou fente 20, la cheville de guidage 19 du deuxième arbre 12 avec la rainure du fente 21 et la cheville de guidage 17 du man- chon 18 avec la fente oucrainure 22.
Les fentes ou rainures 20, 21 et 22 sont convenablement confor- mées pour communiquer à l'aube les mouvements désirés. Par exemple, elles peuvent être conformées de manière que par déplacement de la plaque directrice 23 l'aube 9 possède un même angle d'inclinaison sur toute sa longueur, ou bien de manière supplémentairement, modifier toute sa oengueur, ou bien de manière supplémentairement, modifier la cambrure ou courbure de l'aube et, ou son pas géométrique suivant sa longueur.
Dans l'exemple illustré, la fente ou rainure 20 recoupe suivant un angle d'environ 45 le plan médian de l'aube, la fente ou rainure 21 est plus étendue que la fente ou rainure 20 et inclinée d'un plus grand angle sur ledit plan, tandis que la fente ou rainure 22 est plus étendue que la fente ou rainure 21 et, à partir de son milieu, se rapproche aux deux extrémités de la fente 21.
En déplaçant la plaque directrice de commande 23 en avant ou en arrière, la cambrure ou courbure, et le pas géométrique des aubes peuvent être modifiés suivant les besoins, de manière à faire varier la "circulation".
La plaque directrice de commande 23 peut être déplacée à la
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main, hydrauliquement, mécaniquement, pneumatiquement, électriquement ou de toute autre manière appropriée.
Ainsi qu'on le comprendra, une plaque 23 distincte est prévue pour chaque aube 9, les diverses plaques 23 étant reliées ensemble de toute façon convenable en sorte de fonctionner synchroniquement.
La plaque 23 est de préférenceplacée dans la position neutre pour, une vitesse de croisière qui détermine le rapport le plus favora- ble du pas géométrique au diamètre de l'hélice pour le modèle de cette dernière.
Pour décoller on utilise les angles de pivotement négatifset pour la vitesse maximum les angles de pivotement positifs.
Lorsque la plaque directrice 23 occupe la position neutre, les chevilles 16, 19 et 17 se trouvent toutes en alignement avec le plan médian de l'aube 9.
En établissant la fente ou rainure médiane 21 comme décrit plus haut, on obtient un angle d'inclinaison variable, l'angle d'inclinaison étant plus grand à l'extrémité qu'à la base de l'aube. En outre par l'engagement de la cheville de guidage 17 avec sa fonte ou rainure 22 on obtient également le gauchissement de l'aube en un profil do cour- bure ou cambrure variable.
Les figures 5 et 6 montrent respectivement en plan les extrémités externes et de base des aubes. Les positions en traits pleins sont des positions neutres et celles en traits mixtes des positions de réglage.
En établissant le moyeu 1 creux, l'appareil peut être disposé à l'avant d'un moyeu creux d'hélice 26, sans empêcher le tir à travers ce moyeu.
Comme le moyeu 1 est stationnaire, l'application de dispositifs de dégivrage est facilitée.
Des mesures peuvent également être prises pour faire circuler de l'air chaud à travers les arbres 7 et12, qui peuvent être creux, et à travers l'organe-enveloppe 13, pour empêcher la formation de givre ou glace.
En se référant maintenant aux figures7à 9 qui montrent l'inven- tion appliquée à un ventilateur ou pompe, le mécanisme pour modifier le pas géométrique et la cambrure ou courbure des aubes est monté dans une
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enveloppe 25, reliée par des bras radiaux 26 à une enveloppe externe 27. Comme cette enveloppe 27 n'est pas très distante de l'enveloppe 25, un arbre 28, auquel une'aube 29 est assujettie près de son bord d'entrée, traverse à une de ses extrémités l'enveloppe 25 et un élé- ment de bâti 30 fixé à l'enveloppe 25, tandis que son autre extrémité est libre.
Au voisinage de son bord de sortie, l'aube 29 est fixée à un ar- bre 31 dont un prolongement interne traverse une fente convenablement conformée de l'enveloppe et qui est pourvu à son extrémité interne d'une rotule 32 venant en engagement avec un siège ou logement corres- pondant de ladite enveloppe 25. A partir de la rotule 32 s'étend vers l'intérieur une cheville 33, qui traverse une fente en arc 34 de l'élément de bâti 30.
A l'extrémité interne de l'arbre 28, intérieurement à 1'élément de bâti 30, est fixé un levier 35 pourvu d'une fente 36 avec laquelle vient en engagement l'extrémité interne de la cheville 33.
A l'arbre 26 est également fixé un bras 37, tandis qu'un bras 38 est assujetti à la cheville 33 Les bras 37 et 38 sont reliés ensem ble par une biellette 39 accouplée aux bras par des joints à rotule ..
Les leviers 35 pour actionner les diverses aubes 29 sont pour- vus individuellement d'une cheville 40. Ces chevilles 40 viennent en engagement avec un anneau flottant 41 qui peut être actionné manuelle- ment, hydrauliquement, mécaniquement, pneumatiquement, électriquement, ou de toute autre manière appropriée.
En faisant tourner l'anneau dans une direction ou dans la direc- tion opposée, le pas et la cambrure ou courbure des aubes 29 peuvent être modifiés, tandis que l'aube est également gauchiedans un profil d'aile ou aérodynamique présentant différentes cambrures ou courbures, à la façon précédemment décrite en se référant aux figs 1 à 6.
Le ventilateur ou pompe est indiqué en 42 tandis que son moteur d'entrainement est désigné par 43.
Si on le désire, un jeu d'aubes supplémentaires peut être agencé derrière le ventilateur ou pompe 42.
Des consoles 44 servent à supporter le carter du moteur 43.
Comme il est représenté dans la fig.10, on peut établir les au-
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bes en leur donnant une forme creuse 45 tandis que des portions d'ar- bres comme 46,47, qui traversent cette aube,reçoivent des sections ota- les ou elliptiques.
Dans la fig.ll l'aube 48 a été établie à l'aide d'une soule épais- seur de matière, une extrémité étant roulée autour de la partie oale ou elliptique d'un arbre 49. La deuxième portion d'arbre fixée à l'aube 48 est alors établie de profil aussi plat que possible.
Bien que décrite en référence à certains modes de réalisation et certaines applications seulement, il doit être entendu que l'invention telle que précédemment décrite est applicable à tous types de propul- seurs ainsi qu'aux impulseurs, et aux pompes, turbines ou autres appa- reils comportant des pales ou des aubages et dans lesquels un fluide est propre à être influencé par des pales ou aubages, ou à agir sur des pales ou aubes en vue de la rotation d'un organe auquel les pales ou aubes sont reliées.
REVENDICATIONS.