Aéromoteur. Une des difficultés de l'utilisation prati que du vent par des aéromoteurs provient des grandes variations, lentes ou rapides, de la vitesse de celui-ci. Il en résulte, en effet, de grandes variations de la vitesse et de la puissance de tels aéromoteurs.
Pour y remédier, on a proposé des aéro- moteurs dont le pas des pales qu'ils compor tent est commandé soit par la force centri fuge, soit par une surface mobile de réglage, soumise à la pression du vent. Dans ces dis positifs connus, le réglage du pas s'effectue, comme dans les hélices d'avion à pas réglable, par rotation des pales sur elles-mêmes. Ce dispositif ne convient qu'à des aéromoteurs ayant des hélices de diamètre relativement faible, par exemple de l'ordre de 4 m au maximum.
La présente invention a pour objet un aéromoteur comprenant une hélice à vitesse maintenue constante par l'utilisation de l'action du vent. Le perfectionnement ap porté par l'invention permet la réalisation d'aéromoteurs à grande puissance, par exem ple comprenant une hélice de 50 m de diamètre pour fournir une puissance de 250 CV. pour une vitesse de vent de g m/sec., avec une vitesse de rotation de 15 t/min. Un tel aéromoteur à hélice à deux pales pèsera environ 11 tonnes, soit ô tonnes par pale.
Cet aéromoteur est caractérisé par le fait que chaque pale d'hélice comporte une partie fixe solidaire du moyeu et au moins une partie mobile dont la position est réglée par l'action du vent.
Suivant un premier mode d'exécution, la pale comprend un ou plusieurs bords d'atta que articulés sur la partie fixe et à braquage commandé par une surface mobile soumise à l'action du vent: suivant un second mode d'exécution, la pale comprend un ou plu sieurs ailerons de fuite articulés sur la partie fixe et commandés comme les bords d'attaque; enfin, suivant un mode d'exécu tion préféré, la pale comprend, articulés sur sa partie fixe, des bords d'attaque et des ailerons de fuite associés par deux, chaque jeu d'un bord d'attaque et d'un aileron de fuite étant associé à une surface commune soumise à l'action du vent.
La partie centrale fixe, solidaire du moyeu, peut être réalisée d'une façon très robuste ; c'est ce qui permet d'envisager la réalisation d'aéromoteurs à hélices de très grande dimension, comme indiqué ci-dessus.
au dessin annexé, on a illustré, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et \? représentent schématique ment, en deux positions différentes, en perspective avec coupe transversale à la pale, une pale d'hélice aéromotrice munie d'un bord d'attaque et d'un volet de fuite articulés, cette pale étant vue en position horizontale. La fig. 3 représente, en perspective, l'ex trémité d'une pale munie d'un dispositif per fectionné qui sera décrit ci-après.
Les fig. 4, 5 et 6 représentent, en coupe verticale transversale, une pale d'hélice en position horizontale avec son bord d'attaque et son aileron de fuite, respectivement dans trois positions correspondant à des valeurs différentes de la vitesse du vent. Ces figures montrent avec son épaisseur réelle la pale représentée schématiquement sans épais seur en fig. 1 et 2.
Les fig. 7, Ibis et 8 représentent schéma tiquement deux variantes du dispositif de commande des parties mobiles de la pale.
La fig. 9 montre les courbes représentant les différentes valeurs que doit avoir l'angle d'attaque de la pale aux différents points de son rayon R.
La fig. 10 représente schématiquement un train d'engrenages multiplicateur permettant d'entraîner une génératrice électrique par un aéromoteur à faible vitesse de rotation.
Les fig. 11 à 27 sont des schémas explica tifs dont la description sera donnée au cours de ce qui suit Les fig. 28 et 30 sont relatives à un perfec tionnement pour supprimer l'effet perturba teur de la force centrifuge sur le palpeur de vent.
Suivant le dispositif représenté en fig. 1 et 2, chaque pale de l'hélice à axe horizontal, de moyeu M, est constituée par une partie médiane fixe 1-2 sur laquelle est articulé, à l'avant, en 1, un bord d'attaque mobile 1-3 et, à l'arrière, sur un axe 4 supporté par une plaquette 4', un volet de fuite 5-6. Un plan régulateur 7 normal au vent est monté sur une tige 8-9-18 guidée dans des paliers 10-11 portés par une plaquette 7' solidaire de la partie médiane fixe 1-2 de la pale.
Un point 9 de cette tige est relié par une biellette 9-12 au bord de fuite 5-6. Celui-ci est maintenu à sa position braquée par un ressort 13-14 dont le point d'attache 14 fixé sur la plaquette 7' est solidaire de la partie médiane fixe 1-2 de la pale. En un point 15 de la plaquette 7' solidaire de la partie médiane fixe 1- 2 de la pale est pivoté un levier à sonnette 16-17 dont l'ex trémité 16 est reliée à l'avant du bord d'at taque mobile 1-3 par une biellette 16-3 et dont l'autre extrémité 17 se trouve sur le chemin parcouru par le plan régulateur 7 lorsque celui-ci se déplace en arrière sous la poussée du vent représenté par la flèche T.
En cas de besoin, la commande de bra quage des bords articulés 1, 3-5, 6 par le plan 7 pourra être réalisée avec un servo moteur intermédiaire. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant Lorsque le vent est faible, les organes se trouvent dans la position représentée en fig. 1. L'angle A de la direction du vent avec la ligne qui joint le bord avant et le bord arrière de la pale est maximum; la poussée reçue par la pale pour une vitesse de vent donnée est maxima. Lorsque la vitesse du vent augmente, la pression sur le plan régulateur 7 augmente et celui-ci se déplace dans le sens du vent.
Ce déplacement a. pour effet, d'abord de relever le bord de fuite 5-6, de manière à diminuer l'angle d'at taque A, puis, à partir d'un certain moment, lorsque le plan régulateur 7 atteint l'extré mité 17 du levier à sonnette pivoté en 15, la biellette 16-3 relève également le bord d'attaque 1-3.
Par un choix convenable des surfaces de la partie médiane fixe 1- 2 de la pale, de son bord d'attaque et de son bord de fuite, de l'emplacement des points de pivotement de ceux-ci et des liaisons avec le plan régula teur, il est possible de réaliser une variation continue de l'angle d'attaque suivant la vitesse du vent, qui permettra d'obtenir pour l'aéromoteur une vitesse et une puissance sensiblement constantes.
Le pas de l'hélice doit être adapté en cha cun de ses points non seulement à la vitesse du vent, mais également à la vitesse circon- férentielle de l'hélice en ce point, car c'est la résultante de ces deux vitesses (vent rela tif) qui détermine le régime de l'aéromoteur. Dans une hélice d'avion de petit diamètre, on admet qu'il suffit d'adapter exactement le pas en lun point de la pale qui se trouve aux trois quarts du rayon à partir du moyeu.
Par contre, dans une hélice de 50 m de dia mètre, les différences des vitesses circonféren- tielles dles différents points de la pale attei gnent des valeurs telles qu'en adaptant le pas de l'hélice en un seul point, ume partie de l'hélice aura un effet accélérateur, tandis que l'autre partie exercera un effet de frei nage très prononcé. Cela résulte clairement de la fig. 9 dont les courbes C1 et C2 représen tent, respectivement, pour des vitesses du vent de 8 m/sec. et 20 ni /sec., les valeurs que doit avoir l'angle d'attaque A de l'hélice (abscisses) aux différents points de son rayon R (ordonnées).
L'hélice étant construite sans bords articulés suivant la courbe C1 correspondant à une vitesse du vent de 8 m/sec., si on veut l'adapter, par rotation de ses pales sur elles-mêmes, à une vitesse du vent de 20 n/ ',sec., on obtient, en opérant l'adaptation exactement pour le point M se trouvant aux ¹ du rayon, la courbe C'1, parallèle à l1 et passant par M. En effet, faire tourner la pale sur elle-même reviept à augmenter (ou diminuer) uniformément son angle d'attaque en tous ses points, c'est- à-dire à déplacer la courbe C1 parallèlement à elle-même.
Si donc on veut que l'adaptation soit rigoureuse pour le point M, on fait tourner la pale d'un angle tel qu'il corres ponde au déplacement de la courbe C1 dans la position C''1 où elle coupe la courbe C2 au point M dont l'ordonnée correspond à la valeur R = 18,5 m, c'est-à-dire aux trois quarts d'un rayon de 25 m. On voit alors que la partie de l'hélice se trouvant au-delà de M tend à accélérer l'hélice et la partie se trouvant en-deçà de M tend à la freiner.
Le réglage de l'angle d'attaque de l'hélice doit être différent pour les ponts de l'hélice qui sont plus ou moins éloignés du moyeu. A cet effet, le bec d'attaque et l'aileron de fuite de chaque pale de l'aéromoteur sont divisés (fig. 3) en un certain nombre de sec tions indépendantes 23-24-25-26... 19- 20-21-22... ayant par exemple chacune une longueur (le i m, et munies chacune d'un dispositif (le réglage séparé. Si, dans ces conditions, on considère sur la courbe C1 les tronçons C3, C4, C5, C6 correspondant à ces sections de 5 m, on comprend que le réglage individuel de l'angle d'attaque de ces sec tions revient à un déplacement individuel, parallèlement à eux-mêmes, de ces tronçons de courbe.
Si le réglage est déterminé de façon que l'adaptation de l'angle d'attaque soit rigoureuse pour les points milieux m, m', m'', m''' de ces sections, on obtiendra pour une vitesse du vent de 20 m/sec. les courbes C''3, C'4, C''5, C''6 qui s'écartent relat- venent peu de la courbe C'2 passant par les points<I>in,</I> 7n', <I>m.", m"'</I> qui correspond à une adaptation rigoureuse en tous les points de la pale.
Il est. intéressant de pouvoir changer la, valeur de la vitesse et de la puissance cons tantes débitées par l'hélice; pour cela, il suffit de modifier un des éléments d'où ré sulte le réglage du braquage des bords arti culés. Par exemple, on peut incliner plus ou moins le plan régulateur î sur la direction du vent; dans ce cas, on prendra de préfé rence deux plans égaux à inclinaisons contra- ; riées, ou un plan à persiennes dont la moitié des persiennes s'inclineront dans un sens et l'autre moitié dans l'autre.
Le même résultat est obtenu par l'intro duction de cames dans la commande de braquage, le changement de came modifie l'effet. de la transmission sur le braquage.
Suivant une forme d'exécution particu lière de l'objet; de l'invention, la pression du vent sur le plan régulateur 7 peut également servir à. commander par une transmission, mécanique ou électrique, l'orientation du support. de l'aéromoteur par rapport à. la direction du vent, ce qui permet d'en faire varier la surface utile.
On va décrire maintenant certains perfec tionnements qui ont notamment pour but de faciliter le démarrage de l'aéromoteur par vent faible, de permettre une meilleure adap tation du pas des pales d'hélice aux varia- Lions qui permet le maximum de puissance, etc.
Il est utile de rappeler d'abord les notions d'aérodynamique suivantes Un vent de vitesse relative V, par rapport à une surface S qu'il frappe sous un angle i, dit angle d'incidence ou angle d'attàque , exerce sur cette surface une poussée P qui est le produit de S et du carré V2 de la vitesse par la poussée unitaire, laquelle est déter minée par certains coefficients qui sont eux- mêmes fonction de i. On a coutume de dé composer (fig. 11) la poussée unitaire en une composante dite portance perpendiculaire au vent V, et une composante dite trai- nance située dans le prolongement de V.
Le coefficient de la portance qui s'ex prime classiquement par
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est prati quement proportionnel à i dans un large intervalle, de par exemple 0 à 15 ou 20 ou même un peu plus. La courbe représentant la variation du coefficient de portance en fonction clé celui de la trainance (lui-même exprimé par
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courbe qu'on dénomme polaire , a l'allure que représente la fig. 12, et qui - particularité notable - comporte un maximum pour des angles de l'ordre d' une quinzaine ou une vingtaine de degrés.
Un profil donné d'aile A (fig. 11) qui, au lieu de se limiter à une simple surface S, est un corps d'une certaine épaisseur, se trouve ainsi caractérisé par sa polaire. On constate que la portance est nulle quand le vent relatif est parallèle à une certaine direction ou corde a-b propre au profil considéré, posi tive quand le vent frappe l'aile au-dessous de cette corde, et négative quand il la frappe par en dessus.
Bien entendu, si le profil est lui-même en mouvement comme c'est le cas pour une pale d'aéromoteur en rotation, la direction et la vitesse des filets d'air qui agissent sur elle sont (fig. 13) celles du vent relatif W par rapport à cette pale en mouvement. (La fig. 13 représente la section horizontale d'une pale ayant pour axe de moyeu X-X et supposée en position verticale; cette section étant faite à la distance r de l'axe).
Par exemple, pour une section de pale située à la distance r de l'arbre X-X autour duquel elle tourne au régime de n tours/seconde, donc avec la vitesse circonférentielle 2n#r, tandis que le vent souffle à la vitesse V parallèle à l'arbre X-X, la vitesse relative est l'hypo ténuse W du triangle rectangle formé sur les côtés V et 2n#r, et l'angle d'incidence par rapport à la corde de portance nulle a-b est i.
Le vent relatif varie donc en grandeur et direction: en grandeur depuis V au moyeu jusqu'à
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en -bout de pale (R étant le rayon extrême), et en direction depuis la direction de l'arbre du moulin jusqu'aux environs de la perpendiculaire à cet arbre.
Ainsi s'explique la forme tordue que doit avoir la pale pour se visser correcte ment dans l'air, lequel exerce à son égard le rôle d'un écrou animé, sans rotation, d'une vitesse d'avancement V suivant son axe, tan dis que la pale tourne, relativement au vent, sans avancer et c'est ce qui explique aussi que, pour être correcte, cette torsion devrait être adaptée à chaque valeur particulière momentanée du vent, et dans toutes les sections de la pale.
Comme visible en fig. 4, chaque pale d'hélice déjà exposée en fig. 1 et se com pose d'une partie centrale 101 rigidement fixée sur le moyeu et ayant en chaque région de la longueur de la pale l'angle d'attaque optimum établi pour une vitesse du vent donnée, par exemple 5 m/sec., ainsi que d'un bec d'attaque 102 et d'un aileron de fuite 103, articulés sur des supports 104, 105, solidaires de la partie centrale 101. Ces parties mobiles 102 et 103 de la pale sont.
commandées par une surface de réglage mo bile 106, soumise à la pression du vent et qui est, par exemple, pivotée en 107 sur le sup port 104. Cette surface agit par l'intermé diaire d'un levier 108, qui en est solidaire, et d'une bielle 109, sur le bec d'attaque 102, lequel transmet le mouvement par une bielle 110 à l'aileron de fuite 103.
Un ressort de rappel 111 fixé sur la bielle 110, d'une part, et sur la partie centrale fixe 101 de la pale, d'autre part, tend à ramener les parties mobiles 102 et 103 dans la position de vent nul représentée en fig. 4, c'est-à-dire le bec 10l2 braqué en avant (dans le vent) et l'aileron (le fuite 103 en arrière (en sens in verse du bec.) Dans ces conditions, on voit que quand le vent est nul ou faible (fig. 4), les ailerons 102 et 103 redoivent, sous l'action du ressort de rappel 111, un braquage maximum, l'un en avant, l'autre en arrière, par rapport à la partie centrale 101.
Afin d'augmenter davantage l'effort utile, en particulier par vent faible, et principalement au démarrage, le bord d'attaque 102 peut être pourvu d'une fente 112, ayant la forme de l'intervalle entre deux aubes de turbine, qui crée lorsque le vent s'y engouffre une forte dépression sur la face dorsale du profil, ce qui est un moyen connu de déterminer une composante Cz très importante.
Lorsque la vitesse du vent augmente, le déplacement de la surface mobile 106 contre l'action du ressort 111 fait pivoter dans le sens des flèches f, f' les ailerons 102 et 103 qui viennent se placer dans le prolongement de la partie centrale 101 lorsque la vitesse du vent atteint la vitesse de base, par exem ple 5 m/sec. (position représentée en fig. 5).
Lorsque la vitesse du vent dépasse la vitesse (le base à laquelle est adapté l'angle d'attaque de la pale, l'action du vent sur la surface mobile 106 provoque un braquage en arrière du bec d'attaque 102 et un bra quage en avant (le l'aileron de fuite 103 (fig. (6).
Si on examine ce qui se passe plus en détail, on constate ce qui suit: En régime de rotation de n tours/seconde, la vitesse rela tive W s'écarte de l'arbre d'un angle a qui, pour un même vent V, est d'autant plus grand (fig. 14 et fig. 15), que le régime n est lui-même plus grand, et que le rayon ou distance au moyeu r de la section de pale considérée est aussi plus grand. Si, par ailleurs, le vent V varie, l'angle a varie en sens inverse, c'est-à-dire est d'autant plus petit que Y est plus grand.
Et, par suite enfin, le calage de construction (a -I- i), pour une section de pale considérée, à la distance r du moyeu et par un vent V déterminé, est d'autant plus grand que (a une fois choisi) n. et r sont plus grands et V plus faible; en définitive, calage d'autant plus grand que l'expression classique
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(d désignant le diamètre de l'hélice au point considéré) est plus faible.
En fait
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En particulier, au démarrage, n étant nul, donc aussi<I>a,</I> et ceci à toute distance<I>r</I> du moyeu, il serait rationnel, d'avoir un calage (#.c .'- i) faible et de même ordre de grandeur pour toutes les sections, c'est-à-dire qu'il serait rationnel de coucher les sections sur l'arbre<I>X- X</I> et, de préférence, de les coucher à peu près de même angle à toutes les distances du moyeu.
Au contraire, en pleine marche, il serait rationnel de pouvoir donner un calage (a + i) notablement plus fort partout, et de plus en plus fort à mesure que les sections sont elles-mêmes plus distantes du moyeu.
i#utrernent dit, la solution complète et universelle serait, ayant incliné par construc tion les diverses sections d'angles faibles con venant pour le démarrage, de tordre la pale en marche, cette torsion étant d'autant plus accentuée que le régime de marche est plus rapide, que la distance de la section consi dérée à l'arbre est plus grande et que le vent actuel plus faible, en un mot que l'argument
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est plus faible.
("est dire qu'une pale rigide et rigidement fixée ne peut qu'être mal adaptée partout sauf peut-être, par ha sard, en une seule section dès que l'argument actuel
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diffère de l'argument de base, et c'est dire encore qu'une pale. rigide, mais sus ceptible d'une certaine rotation tout. d'un bloc dans son moyeu, pourra recevoir une adaptation momentanée qui sera correcte pour une section choisie au mieux, mais pour celle-là seule, l'adaptation des autres sections n'étant alors qu'approchée, et même, doit-on dire, grossièrement approchée, par défaut vers le moyeu, et par excès vers le bout de la pale.
La solution idéale consisterait à décom poser la pale en un nombre infini de sections susceptibles chacune de l'orientation indi viduelle convenable. Mais cette solution étant irréalisable, on s'en approche en utili sant deux artifices 1 On construit la pale en quelques tranches orientables, susceptibles chacune de l'adaptation individuelle convenable pour sa section moyenne (par exemple pour une pale de 25 m, une première tranche de 0 à 5 m, rigide et indéformable, tranche qui est pratiquement inactive même en bonne adaptation, puis une deuxième de 5 à 10 m adaptable sur la section située à 7,5 m, une troisième de 10 à 15 m adaptable sur la section située à 12,5 m, etc.).
De la sorte, l'incorrection d'adaptation des sections de chaque tranche autres que la section moyenne étant très réduite, l'adaptation de l'ensemble sera très proche de l'adaptation générale correcte.
2 Au lieu de prétendre imprimer à chaque tranche tout entière une rotation de toute sa section, on maintient, conformément à la disposition décrite, la partie centrale fixe et rigide, et on applique à la partie avant (le bec) et à la partie arrière (l'aileron), les quelles prennent appui sur cette partie cen trale solide, les rotations inverses qui sont commandées par les surfaces de réglage 106, et dont les effets sont détaillés ci-après Au démarrage, la direction de la vitesse relative W du vent se confond avec la vitesse V (fig. 16).
Son incidence i sur la corde de portance nulle a-b du profil pur, c'est-à-dire sans braquage, serait alors considérable et dépasserait notablement l'incidence de por tance maxima, de sorte que la composante de portance Cz qui se confond en ce moment avec la force de rotation, serait très faible, d'où l'impossibilité ou tout au moins l'extrême difficulté de démarrer.
Au contraire, le double braquage du bec et de l'aileron (fig. 17) a pour effet d'incliner sensiblement sur le vent (confondu avec l'arbre du moulin) la corde de portance nulle orientée maintenant selon a'-b', et, par con séquent, il diminue d'autant l'incidence, qui devient<I>i',</I> sensiblement moindre que<I>i,</I> d'où il résulte que i' dépassant l'angle de portance maxima sensiblement moins que i, ou bien même bombant, au-dessous de cet. angle de portance maxima, la composante devient Cz' bien plus forte que Cz, et, pour un même calage de la partie centrale, constitue ainsi.
une force de rotation bien plus active que la précédente.
On voit ainsi l'extrême utilité pour le démarrage de la déformation du profil par le double braquage. Il faut noter en passant. que c'est le pied de la pale, c'est-à-dire la région la plus rapprochée de l'arbre, qui procure pour le démarrage les forces par tielles de rotation les plus efficaces, en raison de la réduction de l'incidence i' à des valeurs pas trop excessives (en fait moindres que l'angle i' de la fig. 17), tandis que les portions voisines du bout de la pale fournissent des forces partielles de rotation pratiquement inexistantes du fait de la grandeur excessive de l'incidence ï" (fig. <B>18)
</B> encore beaucoup trop forte en dépit du- double braquage.
La présente explication donnée à l'occa sion du démarrage fait comprendre que le double braquage du bec et de l'aileron sur la partie centrale restée fixe équivaut à une rotation fictive de tout le profil. qui serait égale à (i-i'), rotation dont on peut juger l'ampleur par la comparaison des fig. 16 et 17 qui se rapportent à un même calage de la partie centrale fixe.
Ensuite, une fois le moulin démarré, la vitesse de rotation intervient pour modifier en grandeur et direction la v iteee relative<B>IF</B> et réduire l'incidence i à une valeur qui va pouvoir tomber -désormais au-dessous de l'incidence de portance maxima. Alors Cz et Cx (fig. 19 et fig. 20) fournissent des comnpo- sautes de rotation M et N opposées, dont la différence (M- N), qui est la force de rota tion, atteint une valeur importante.
Sous l'effet de cette force, le moulin accélère sa rotation jusqu'à un certain ré gime n où il se stabilise tant que le vent reste lui-même constant. Il y a lien (le remarquer qu'on aura établi les caractéristiques de construction en vue d'un résultat précis, par exemple en vue d'obtenir, pour ce régime normal, la puissance maxima, ce qui corres pond à un angle i prédéterminé, propre à la section considérée et peut être assez fort, mais cependant inférieur à l'angle de portance maxima.
Si alors, ce régime normal une fois atteint, le vent vient à croître (fig. 21), la vitesse relative qui était jusqu'ici W deviendra W' plus écartée de la corde actuelle de portance nulle a-b, ce qui tendra à provoquer un accroissement de i vers i'. Si, ce qui peut arriver clans certains cas, i' dépassait l'inci dence de portance maxima, Cz tendrait ainsi à diminuer en s'opposant alors à une accélé ration du régime, donc en exerçant une autorégulation partielle pour celles dles sec tions qui comporteraient une incidence aussi importante.
En même temps, il est vrai, même avec le régime maintenu, la vitesse relative w', déjà accrue dul simple fait de l'augmentation de V, exercera sur la surface de réglage 106 une action plus forte et, par conséquent, ten dra à amener le bec dans le vent (et concur remment l'aileron en sens inverse), donc à réduire l'angle d'incidence entre i' et i. Cette compensation de lai précédente tendance à l'accroissement (le i a ainsi l'effet heureux (le tempérer la brutalité d'action résultant d'une brusque variation éventuelle du vent.
Mais cette étape, intermédiaire, qui peut- être même ne se réalisera pas, cédera (dans le cas où l'augmentation de vitesse du vent serait durable, au moins provisoire- ruent, au lieu d'être instantanée) - la place à une étape stabilisée par la nouvelle valeur du vent V''. Cette étape stabilisée correspon dant à une puissance fournie par le vent proportionnelle à V'3 au lieu de l'3, le moulin (s'il actionne une machine à couple sensible ment constant) aura tendance à emballer jusqu'à un régime nouveau n', tel que le rap port -
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sera (le l'ordre de
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ce qui implique due l'accroissement relatif de la vitesse de rotation sera plus fort que l'accroissement re latif de la vitesse du vent (de L'ordre du triple).
Par suite, la nouvelle incidence stabilisée i'' sera plus faible non seulement que l'incidence intermédiaire i', mais même que l'incidence initiale i.
On voit ainsi qu'une augmentation du vent aura d'abord pour effet une tendance modérée à l'augmentation de l'incidence, destinée à se transformer en une ten dance à la réduction de l'incidence, ré duction d'incidence elle-même concomit- tante d'une accélération du régime. Ces alterni ances auront pour effet accessoire un amortissement de la tendance finale à l'accélération de régime qui, aidé d'ailleurs par l'inertie de la masse des pales du moulin, laissera largement le temps au dispositif de réglage d'agir sur le braquage du bec et de l'aileron vers la position adaptée à l'angle correct 1 qui correspondra au maintien du régime n.
On pett citer, à titre indicatif, l'exemple d'un moulin adapté pour vent de s m/sec. au régime de<I>'il,</I> de tour/sec. avec incidence de î .tu rayon r = 20 m. Si le veut s'élève à 9 m/sec., il tendra momentanément à une incidence de 8 4i' environ, puis à atteindre une puissance 1,42 fois la précédente ait régime de 0,367/sec. avec incidence de 3 4.ï' environ. La, puissance et le régime initiaux se maintiendront en ramenant l'incidence à 6 environ, soit une augmentation d'un peu plus de -' , par braquage du bec en arrière et de l'aileron en avant.
Avec le profil de cet exem ple, le braquage de l'aileron serait de l'ordre (le .ï' (fi(r:.'0). La man#uvre réalisant ce braquage se comprend immédiatement par la fig. 24 où les traits pleins représentent les positions initiales (vent V) et les pointillés les positions finales (vent V' plus fort).
Bien entendu, ce maintien du régime par vent accru implique qu'on sacrifie le surplus de puissance inclus dans ce vent plus fort.
Le fonctionnement du système dans le cas de baisse du vent s'expliquerait de ma nière toute semblable. Toutefois, si le rende ment en régime normal par vent de base V est optimum, il sera forcément impossible de le maintenir quand le vent faiblira, puisque alors l'énergie fournie, et donc aussi l'énergie rendue, est inférieure à la précédente. Pour pouvoir maintenir le régime, il faudra qu'on ait consenti un rendement moindre pour le vent de base V que pour le vent le plus faible V'.
Dans ce cas, la correction d'incidence s'effectuera en sens inverse de la correction par vent accru, c'est-à-dire en abattant le bec vers l'avant, mouvement qui résultera du mollissement de la poussée du vent sur la plaque 106.
Moyennant des réglages appropriés, mo difiant au besoin les proportions des lon gueurs des diverses pièces de la tringlerie ou leurs angles mutuels, ces jeux de braquage permettraient d'autres résultats qu'on peut éventuellement rechercher, par exemple cer taines variations du régime liées aux varia tions du vent par des relations fixées d'a vance, en particulier l'exploitation partielle ou totale du surplus de puissance disponible quand le vent dépasse la vitesse de base. Au besoin, on pourrait intercaler dans le sys tème de la tringlerie des cames permettant la réalisation plus facile ou plus stricte des relations fixées d'avance. On peut encore doser ou même inverser ces résultats en modifiant le moment de l'action du vent sur la plaque de commande 106, susceptible à cet effet de pivoter sur son axe 129.
La fig. 25 montre la plaque en plein tra vers agissant pour pousser les tiges 108 et 109 en vue de relever le bec en arrière. La fig. 26 la montre en position de neutralisation où elle n'a aucune action. La fig. 27 la montre en plein travers agissant pour tirer les tiges 108 et 109 en vue d'abaisser le bec en avant.
Les diverses mises en position de la plaque 106 pourraient d'ailleurs être com mandées à volonté d'un poste extérieur à la pale de moulin, par exemple un poste à terre, grâce à des renvois appropriés.
La forme de réalisation décrite plus haut pour la commande des parties articulées 102 et 103 de la pale par la surface de réglage mobile 106 peut être encore perfectionnée, soit comme il vient d'être expliqué au moyen des fig. 25, 26, 27, soit par des moyens per mettant de régler le calage de la surface mobile 106 par rapport au levier 108, ce qui modifie la longueur de la tringlerie et mo difie, pour un vent donné, les valeurs des angles de braquage du bord d'attaque 102 et de l'aileron 103, soit par des dispositifs inspirés de ces deux modes de moyens.
Sui vant la fig. 7, ce résultat est obtenu en arti culant la surface 106 sur la bielle 109 par un levier coudé 113, 113'', dont le bras 113' peut être solidarisé à l'aide d'une goupille 11.1 avec un bras 115 solidaire de la surface<B>1.06</B> et présentant plusieurs trous 116 pour cette goupille. Selon qu'on utilise l'un ou l'autre trou, l'angle de calage de la surface 106 par rapport à la transmission se trouve modifié. Ce dispositif peut d'ailleurs être remplacé par un tendeur réglable, représenté fig. Ibis, monté entre la surface 106 et le point. d'arti culation du levier 113' avec la bielle 109.
Dans l'exemple décrit, la commande est. continue, c'est-à-dire que pour un même sens de déplacement de la surface mobile 106, le braquage des parties mobiles 102 et 103 varie toujours dans le même sens. Il peut y avoir toutefois intérêt dans certains cas, par exemple quand l'angle d'attaque est aux environs de l'angle de portance maxima, à ce que le sens de braquage s'inverse.
Ce résultat est obtenu par un calage convenable de la surface 106 par rapport à la transmis sion 108, 109, ainsi qu'on le voit en fig. 8, dans laquelle, pour une augmentation du vent au-delà de la valeur correspondant à la position 106', 108', 109', 102', la variation de l'angle de braquage du bec 102 (et de l'aileron 103) change de sens après avoir atteint une position limite 102'.
Un dernier perfectionnement concerne un ensemble de deux hélices, identiques ou non, tournant en sens inverse et un engrenage multiplicateur permettant d'entraîner avec un tel aéromoteur à faible vitesse de rotation (par exemple 15 t/min.) une génératrice élec trique de type normal tournant par exemple à 1500 t/min. en réalisant ainsi une très forte multiplication à l'aide d'un dispositif d'un poids et d'un encombrement assez fai bles pour être admissibles. A cet effet, on utilise deux hélices coaxiales tournant en sens inverse l'une de l'autre et entraînant respectivement deux organes d'un train d'engrenage multiplicateur épicycloïdal dont l'organe mené est accouplé à la génératrice.
Suivant la forme de réalisation représentée en fig. 10, les deux hélices entraînent en sens inverse deux couronnes 117, 118 montées folles sur l'arbre de sortie, ou arbre mené 119, de l'engrenage. La couronne 118 est solidaire d'un tambour 120 qui porte un ou plusieurs satellites 121 qui sont en prise, d'une part, avec une denture intérieure 122 de la cou ronne 117 et, d'autre part, avec un pignon 123 calé sur l'arbre mené 119. Des dentures extérieures coniques 124, 125 des couronnes 117, 118 sont de préférence en prise toutes les deux avec un pignon compensateur 126 monté fou sur un tourillon fixe <B>127</B> monté sur le carter 128, disposition quia pour effet de rendre rigoureusement égales et opposées les vitesses de rotation de ces deux couronnes entraînées par les hélices.
Cet ensemble de deux hélices tournant en sens inverse s'oriente automatiquement sous l'action du vent.
L'on peut réaliser, par exemple, avec des dimensions pratiques, une multiplication de 30 à 35 par ce système, en même temps qu'on peut réduire au tiers les efforts sur les dents en plaçant trois satellites. Il suffit alors d'un dernier engrenage supplémentaire pour atteindre la multipli cation
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et cela dans d'excellentes conditions pratiques.
Un dernier perfectionnement. a pour objet de supprimer les effets nuisibles de la force centrifuge sur le dispositif palpeur du vent.. En effet, la position prise par celui-ci dépend non seulement de l'action du vent sur lui, mais également de celle de la force centrifuge.
Ce perfectionnement consiste à annuler l'action de la force centrifuge sur le palpeur en lui associant une masse mobile égale à la sienne et recevant un effort centrifuge égal et opposé à celui que reçoit le palpeur lui- même. Ainsi l'effort centrifuge et l'effort compensateur s'annuleront sur le palpeur.
Suivant la forme de réalisation de ce perfectionnement représentée en fig. 28 à 30, la partie fixe de pale 130, solidaire du moyeu, est pourvue d'un élément de bord de fuite 131 articulé. Le braquage de ce bord de fuite est commandé par un palpeur de vent relatif 132 constitué par un aileron à surface gauche monté en girouette sur un axe 133, tenu à l'avant du bord d'attaque et parallèlement à sa direction moyenne, par deux montants 134-135.
On voit sur la fig. 29, qui est une sec tion schématique, transversale à la pale 130, par le plan XXIX de la fig. 28, que la gi rouette 132 fait un angle i avec la direction IH de portance nulle. C'est cet angle<I>i</I> qui est l'angle d'attaque du vent relatif: ses variations, ou des valeurs qui leur sont reliées, par exemple les variations de l'angle dont tourne la girouette, sont employées à com mander le braquage du bord de fuite 131 par. toute transmission appropriée, directe, ou avec interposition. de servomoteur de puissance, éventuellement avec interposition de cames interchangeables pour modifier la loi de braquage.
Toutefois, pour que la commande soit correcte, il ne faut pas que l'orientation de la girouette 132 dépende de l'effort d'orienta tion dû à la force centrifuge du fait que l'axe 133, parallèle au bord d'attaque de la pale 130, n'est pas exactement perpendiculaire au moyeu de l'hélice. Pour y remédier, on dis pose (fig. 30), par exemple à l'intérieur de la pale 130, un deuxième axe 136 parallèle à celui 133 de la girouette; ces deux axes por tent deux doigts, ou deux secteurs, parallèles, 137, 138, réunis par un câble 139; l'axe 136 porte une masse 140 disposée par rapport à lui en position symétrique de celle du centre de gravité 141 du palpeur 132 par rapport à son axe 133 et d'un poids égal à celui du palpeur.
Les moments de rotation dus à la force centrifuge sur le palpeur et sur sa masse d'équilibrage sont égaux et de sens contraire; la girouette est donc soustraite à cet effort d'orientation de la force centrifuge et sa direction donne exactement celle du vent relatif.