Hélice. L'objet de la présente invention est une hélice. Suivant l'invention, les pales de l'hé lice présentent une face active établie de manière à exercer sur le fluide dans lequel elle opère une pression perpendiculaire au plan de rotation de l'hélice, la face de poussée des pales formant un angle avec un plan perpen diculaire à l'axe de l'hélice, la valeur de cet angle allant en diminuant avec la distance au centre de rotation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en élévation montrant les faces actives des pales; Fig. 2 est une vue latérale; Fig. 3 à 6 représentent schématiquement et à échelle plus grande, des coupes prati quées le long de plans disposés à angle droit par rapport au rayon d'une pale, en allant de puis le moyeu vers l'extrémité extérieure de la pale; Fig. 7 est une coupe transversale d'une pale suivant une variante de l'hélice.
Dans les fig. 1 à 6, le chiffre de référence 10 désigne une hélice comportant un moyeu 11 et trois pales 12. Le moyeu est de forme générale cylindrique et muni d'une rainure à clavette 13, permettant de caler l'hélice sur un arbre moteur.
Au lieu de trois pales 12, l'hélice pourrait posséder un nombre quelconque de ces pales, suivant l'usage auquel l'hélice est destinée et les conditions dans lesquelles elle doit fonc tionner. L'hélice tourne dans le sens de la flèche indiquée dans la fig. 1 et produit, dans le fluide dans lequel elle opère, une pression longitudinale dirigée dans le sens de la flèche montrée dans la fig. 2. Il va de soi que le sens de déplacement de l'engin dans lequel l'hélice est montée comme organe propulseur, sera opposé au sens de la flèche montrée dans la fig. 2.
Comme montré dans les fig. 1 et 2, la. largeur des pales de l'hélice dans le sens ra- dial augmente jusqu'à environ la partie mé diane, puis diminue jusqu'à leur extrémité li bre. Dans le sens parallèle à l'axe de l'hélice la profondeur des pales va en diminuant de puis le moyeu jusqu'à l'extrémité libre. Il a été constaté que les pertes peuvent être ré duites grâce à une telle construction. Ceci est particulièrement exact en ce qui concerne la construction des éléments de l'hélice décrite ci-après. On verra également que les bords de chaque pale sont constitués par des courbes convexes par rapport à l'axe médian de la pale, la plus grande largeur de la pale étant située au milieu, entre les deux extrémités.
Cette dernière caractéristique est préférable dans la plupart des cas, mais n'est pas essen tielle.
Le côté actif de chaque pale comporte une face de poussée 14 et une face de pression l5. Ces parties de la pale peuvent, pour la faci lité de la description, être considérées comme des faces séparées, toutefois, étant donné qu'elles sont réunies par une partie intermé diaire courbée transversalement, ces deux fa ces constituent effectivement une continua tion l'une de l'autre, et ceci malgré que ces faces aient à remplir des fonctions distinctes dans le fonctionnement de l'hélice. Le bord libre de la face de poussée 14 constitue l'a rête d'entrée 16, tandis que le bord libre de la face de pression constitue l'arête de sortie 17.
En considérant les vues en coupe mon trées dans les fig. 3 à 6, on voit que l'angle formé par la face de poussée des pales et un plan perpendiculaire à l'axe de l'hélice di minue avec la distance à l'axe de l'hélice, ce qui a été trouvé indispensable, conjointe ment avec d'autres caractéristiques construc tives du dispositif, pour assurer le degré d'ef ficacité voulu de ce dernier. Etant données les exigences d'ordre constructif, ainsi que d'autres considérations, la partie de la pale, située à proximité du moyeu, présente la forme d'une vis régulière, comme montré dans la fig. 3.
La face de pression 15 est située sous un angle approximativement droit par rapport au plan de rotation, de manière à exercer un effort de pression sur le fluide dans lequel l'hélice travaille, cet effort périphérique de pression étant transformé en un effort longi tudinal, en vue de provoquer un déplacement du fluide dans le sens de la flèche montrée dans la fig. 2.
Il a été constaté que si la face arrière de la pale était approximativement plane sur toute sa largeur, il se formerait derrière la face de pression une zone de basse pression, ce qui provoquerait des pertes considérables en efforts de torsion. Pour cette raison, la partie 18 de la face postérieure, c'est-à-dire la partie adjacente à l'arête d'entrée de l'hé lice, peut être approximativement plane ou légèrement convexe, tandis que la partie 19 de la face postérieure, c'est-à-dire la partie adjacente à l'arête de sortie de la pale, est courbée transversalement sur toute la lon gueur, de la pale, comme montré dans les fi gures schématiques. Ces deux parties de la face postérieure de la pale sont respective ment parallèles à la face de poussée et à la face de pression du côté actif de la pale.
Comme indiqué plus haut, l'angle d'incli naison, de la face de poussée va en diminuant vers le moyeu, ce qui est également le cas pour la partie principale 18 de la face posté rieure de la pale. Les variations de ladite in clinaison. correspondent toujours à l'usage auquel l'hélice est destinée. Toutefois, la face de poussée d'une pale est montrée schémati quement dans les fig. 3 à 6, pour montrer les différents angles d'incidence applicables de préférence, dans certains cas, aux faces de poussée des pales.
Comme indiqué plus haut, si une partie quelconque de la face postérieure de la pale était disposée à angle droit par rapport au plan de rotation de l'hélice, c'est-à-dire paral lèlement, à peu près à la face de pression 15, il en résulterait une diminution considérable des efforts de torsion. Toutefois, la présence des parties courbes 19 sur la face postérieure de la pale a pour effet de donner à celle-ci une forme s'adaptant aux filets du fluide, en réduisant ainsi le risque des zones de basse pression et des pertes en efforts de torsion, qui pourraient en résulter.
La forme d'exécution montrée à la fig. 7 est analogue à celles représentées dans les fi gures précédentes, excepté qu'ici la face de poussée 23 communique avec l'arête de sortie de la pale par une surface 24 à courbure re lativement faible, laquelle constitue la face de pression de cette pale.
Le fonctionnement des deux formes d'exé cution ressort nettement de la présente des cription, et ce fonctionnement étant identique pour chacune d'elles, il ne sera décrit qu'en ce qui concerne la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 6. La face de poussée 14 a ten dance à produire une poussée directe sur le fluide dans le sens de la flèche montrée dans la fig. 2. L'angle que forme ladite face de pression de la pale avec le plan de rotation de l'hélice, ainsi que la courbure de l'ensem ble de la pale dans le sens du déplacement longitudinal du fluide, ont pour effet de ré duire considérablement les pertes radiales et longitudinales dues aux forces centrifuges et centripètes, ainsi qu'à d'autres facteurs.
De cette façon, la plus grande perte pouvant se produire sur la face de poussée 14 sera prati quement celle résultant du glissement du fluide transversalement par rapport à cette face et vers la face de pression 15. Les parti cules de fluide s'échappant de la face de poussée par glissement périphérique, ainsi que les particules de fluide interceptées di rectement par la face de pression 15, seront soumises à l'action de cette face, de manière à produire une pression périphérique considé rable, laquelle sera naturellement transfor mée en une pression agissant dans le sens de la flèche montrée dans la fig. 2, de sorte que le fluide quitte la pale, dans un sens paral lèle à l'axe de rotation de l'hélice.
Les angles que forment les éléments de la pale avec le plan de rotation donnent à la lèvre ou surface de pression la profondeur nécessaire pour réduire les pertes pouvant se produire à l'arrière de la pale. La valeur idéale de cet angle serait celle qui permettrait de réduire au minimum les pertes à l'arrière de la pale et de donner une profondeur suf fisante à la face de pression de celle-ci. La prévision de cette dernière face 15 a égale ment pour but de stabiliser l'action de la face de poussée.
Bien qu'il ait été dit plus haut que la face de poussée 14 produit une poussée directe dans un sens parallèle à l'axe de rotation de l'hélice, on comprend qu'une grande partie des efforts engendrés par ladite face de pous sée s'exerce dans le plan de rotation de l'hé lice, de sorte que cette dernière face aide dans une large mesure la face de pression, relati vement étroite, à produire les efforts de pres sion mentionnés plus haut. Concernant ce der nier détail, il a été constaté qu'en pratique, la face de poussée devrait de préférence, mais non obligatoirement, être beaucoup plus large que la face de pression et qu'une ligne réunis sant un point quelconque de l'arête d'entrée 16 à un point correspondant de l'arête de sor tie 17 doit être disposée à 45 , ou moins par rapport au plan de rotation de l'hélice.
Par conséquent, l'invention n'est pas limitée aux proportions et aux angles particuliers mon trés dans les figures mais peut, sous ce rap port, comporter plusieurs variantes.
L'hélice représentée au dessin n'a été dé crite qu'à titre de forme d'exécution préfé rée, laquelle n'est point limitée aux détails de construction particuliers indiqués ici. Ainsi, par exemple, la partie de la face postérieure de la pale, adjacente à l'arête d'entrée et cer taines parties de la face de pression ont été décrites comme étant approximativement pla nes, bien que l'objet de l'invention puisse fonctionner parfaitement et avec un bon ren dement, sans ces restrictions constructives.
En outre, il n'est pas indispensable que les pales présentent -des surfaces transversales planes, étant donné que la face active de la pale pourrait être constituée par une courbe transversale continue allant depuis l'arête d'entrée jusqu'à l'arête de sortie de cette pale, la face postérieure de cette dernière étant alors conformée d'une manière correspon dante, afin de produire l'effet ,de moindre résistance" désiré. Là où l'on prévoit une telle courbe continue, l'extrémité arrière de la face de pression de la pale devrait se terminer par une face tangente disposée à angle droit par rapport au plan de rotation de la pale, comme montré dans les formes d'exécution re présentées.