Pale d'hélice. L'invention a pour objet une pale d'hélice telle que tout en obtenant un rendement élevé, la construction en soit plus simple, tandis que la pale répond mieux aux désidé- rata de la pratique que celles proposées jus qu'à présent.
On sait que le rendement maximum d'une hélice propulsive implique l'obtention d'une pression et d'une vitesse axiale constantes dans toute la surface balayée, et certains modes de construction connus sont propres à procurer des hélices à haut rendement, mais toutefois de conformation compliquée.
Or, étant donné la tendance générale actuelle d'avoir recours aux procédés de fon derie pour la construction de ces hélices, il importe de donner aux pales la forme la plus simple.
Parmi les hélices à haut rendement, cel les considérées jusqu'à présent comme les plus avantageuses comportent un pas géomé trique maximum dans la section voisine du moyeu en même temps qu'une largeur crois- sante de pale vers le moyeu. Précisément, ce type d'hélice, en raison surtout de la variation du pas géométrique, présente des difficultés de moulage considérables et néces site des modèles et méthodes de fonderie compliqués et dispendieux.
En outre, pour cette même raison, et du fait également de l'accroissement de largeur vers le moyeu, ce dernier doit obligatoire ment présenter un développement axial con sidérable. Le poids élevé de l'hélice qui en résulte implique naturellement une construc tion appropriée des organes de support et autres du ventilateur et influence défavora blement le coût d'établissement de ce dernier.
Si par l'artifice du dédoublement des pales, on cherche à remédier à l'inconvénient de ce grand développement axial du moyeu, on aboutit soit à l'impossibilité d'exécution dans certains cas, soit à des difficultés de fonderie encore plus marquées, comme notam ment lorsque le dédoublement nécessite une seconde rangée de pales en retrait de la première.
L'invention évite ces inconvénients. L'objet de l'invention est une pale d'hé lice, de pas géométrique constant, compor tant des sections à profil aérodynamique et procurant une poussée axiale constante dans toute la surface balayée, dans laquelle l'épais seur relative, la courbure relative et la lar geur sont maxima à l'intersection de la pale et du moyeu.
Il résulte en effet des études et recher ches expérimentales des demandeurs que l'on peut obtenir une pression constante dans toute la surface balayée par une pale d'hé lice à profil aérodynamique si, tout en main tenant le pas géométrique constant, on fait varier convenablement la courbure relative et l'épaisseur relative des sections de la pale en même temps que la largeur de celle-ci de telle façon que ces valeurs croissent à mesure que l'on se rapproche du moyeu.
Il faut entendre par épaisseur et cour bure relatives d'un profil aérodynamique, les valeurs, rapportées à la largeur de la section considérée, de l'épaisseur du profil prise à son maximum et de l'ordonnée maximum de la ligne médiane de ce profil.
Dans les ventilateurs hélicoïdes qui pré sentent un pas géométrique maximum à l'in tersection de la pale et du moyeu, on sait que la chute de pression est compensée par l'emploi de grands angles d'attaque, d'où résulte l'accroissement du pas géométrique vers le moyeu. Toutefois, l'angle d'attaque maximum utilisable pour les profils aérody namiques des pales d'hélices propulsives et de ventilateurs est d'environ<B>80,</B> les angles d'attaque de valeur plus élevée conduisant à un accroissement de la résistance sans augmentation de la poussée.
Si on prend comme angle d'attaque moyen un angle de 40; lorsque cet angle devient 80, la poussée augmente de 20 à 25%.
Or, il résulte des recherches et expérien ces précitées, que, toutes choses égales, si l'on part, par exemple, d'une épaisseur rela tive de 0,075 et d'une courbure relative de même valeur, couramment utilisées pour des pressions moyennes, et si l'on double, par exemple, l'épaisseur relative en lui donnant la valeur 0,15, on trouve que la poussée augmente d'environ 15 0%; si la valeur de la courbure relative est doublée, la poussée augmente d'environ 200/0.
L'accroissement combiné de l'épaisseur relative et de la courbure relative permet donc très aisément d'atteindre par ce moyen au résultat obtenu en accroissant l'angle d'attaque.
Dans la construction des pales d'hélice suivant l'invention, la courbure relative, l'épais seur relative et la largeur des sections suc cessives de la pale peuvent varier de telle façon que la courbure relative, l'épaisseur relative et la largeur soient maxima à l'inter section de la pale et du moyeu.
L'accroissement de chacun de ces élé ments - courbure relative, épaisseur relative et largeur - peut étre continu; il peut éga lement s'effectuer par paliers; chacun des éléments peut conserver une valeur constante sur une étendue plus ou moins importante de la longueur de la pale et ensuite croître plus rapidement; enfin, tout accroissement que devrait recevoir certains éléments sui vant sa loi normale d'accroissement peut être remplacé par un accroissement plus marqué d'autres éléments.
En établissant des pales d'hélice comme il est dit ci-dessus, on pourra naturellement donner au bord d'attaque, une forme rectili gne en regardant l'hélice de face, c'est-à-dire suivant l'axe de rotation. Des hélices com portant des pales conformées de cette façon sont toutefois bruyantes.
On a constaté pouvoir sensiblement réduire le bruit occasionné par la rotation de l'hélice si, au lieu de donner au bord d'attaque une forme rectiligne, on lui donne au contraire une forme courbe, de préférence concave.
Il en est de même du bord arrière, et on peut donner à l'un au moins des bords de la pale une forme courbe, si l'on regarde l'hélice de face, c'est-à-dire suivant son axe de rotation; la courbure communiquée au bord sera de préférence concave.
En vertu des mêmes considérations, l'un au moins des bords de la pale, vue de côté, peut recevoir une conformation courbe et, de préférence, concave.
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemple, un mode d'exécution préféré. Dans ces dessins Fig. 1 est une vue de face d'une hélice; Fig. 2 est un diagramme constructif d'une pale; Fig. 3 est une vue de côté, partiellement en coupe, de l'hélice de la fig. 1, suivant la ligne 3-3 de cette figure; Fig.4 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la fig. 1; Fig. 5 est un diagramme montrant les variations de largeur, d'épaisseur relative et de courbure relative d'une pale d'hélice sui vant la longueur de cette dernière.
En se référant tout d'abord à la fig. 2, XX désigne l'axe de rotation,.<I>o m</I> le rayon du moyeu et<I>o p</I> le
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<I>a b, a'</I> b1... désignent, représentées de façon conventionnelle, les sections successives obtenues suivant<I>a c, a' cl...,</I> de dixième en dixième de la longueur de la pale, le bord d'attaque étant rectiligne et les sections rabattues dans le plan de figure.
On voit que les cordes a p,<I>al p, a2 p</I><B>...</B> se rejoignent au point<I>p</I> sur l'axe XX, mon trant que le pas géométrique est constant.
Les largeur, courbure relative et épaisseur relative croissent, d'autre part, progressive ment depuis la section a c, en direction du moyeu.
Dans les fig. 1 et 3, on a représenté de face et vue de côté, partie en coupe, une hélice dont les pales sont établies conformé ment à la fig. 2, mais dont le bord d'attaque e a été ramené à un profil courbe, concave, aussi bien en vue de face que de côté.
On voit que dans ces conditions le bord arrière f prend également une forme concave. Dans la fig. 4, qui montre à échelle agrandie une pale de l'hélice de la fig. 1, les sections successives<I>a b, a'</I> b1... ont été rabattues autour des charnières a c, a' cl... et l'on y remarque plus clairement les varia tions de largeur, épaisseur relative et cour bure relative, du reste indiquées dans la fig. 5 respectivement par les courbes q, r et s montrant l'accroissement continu des valeurs de ces fonctions à mesure que l'on se rap proche du moyeu.
Par application de l'invention, on obtient les hélices à haut rendement, facilement exécutables par moulage, dont le moyeu pré sente un développement axial réduit et qui sont par suite d'un faible poids; elles sont en outre relativement silencieuses. Il va de soi que l'hélice représentée n'est qu'un exemple auquel on pourra apporter des modifications sans s'écarter de l'esprit de l'invention; notamment, comme il a été indiqué, les accroissements de la largeur, de l'épaisseur relative et de la courbure relative pourraient, tout en étant progressifs, ne pas être continus, mais procéder par paliers suc cessifs; certains de ces éléments pourraient rester constants sur une étendue plus ou moins considérable de la longueur et ensuite varier de façon marquée;
enfin, on peut com penser un accroissement moindre, qui peut aller jusqu'à l'absence d'accroissement, de certains de ces éléments sur une,portion de là longueur de la pale par l'accroissement plus prononcé de l'un au moins des éléments restants.