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La présente invention est relative à un perfection- nement aux navires, le dit perfectionnement résidant essen- tiellement dans une conception entièrement nouvelle des moyens prévus pour assurer l'avancement du navire, conception grâce à laquelle la vitesse d'avancement du navire se trouve consi- dérablement augmentée pour une même dépense de force motrice ou,alternativement, une importante économie de force motrice peut être réalisée pour une même vitesse d'avancement.
Le perfectionnement d'après l'invention est princi- palement caractérisé par le fait que les hélices propulsives, qui jusqu'à présent sont habituellement prévues à l'arrière des navires,sont remplacées par des hélices de traction de relati- vement grand diamètre,placées à l'avant du navire dans le plan de l'orifice d'entrée de tuyaux s'étendant à la façon de tun- nels le long du navire, de l'avant vers l'arrière,et dont la section transversale, qui à l'entrée correspond substantielle- ment à la surface délimitée par la circonférence de l'hélice intéressée, se retrécit graduellement au fur et à mesure que
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la coque du navire s'élargit, puis reste uniforme dans la partie médiane du navire, et augmente enfin progressivement jusqu'au point où les dits tuyaux débouchent en poupe du navire.
De cette façon, les hélices font avancer le navire par la traction qu'elles exercent, tandis qu'en même temps elles obligent l'eau à entrer dans les tuyaux précités, à y prendre progressivement une vitesse de plus en plus grande jusqu'à ce que le filet d'eau atteigne la partie de section uniforme des tuyaux, à conserver ensuite la même vitesse dans cette partie, et enfin à diminuer à nouveau et progressivement de vitesse jusqu'au point où elle s'échappe par l'orifice de sortie des tuyaux respectifs en poupe du navire.
Afin de permettre de comprendre plus facilement 1' invention, un exemple d'application de cette dernière se trou- ve, à titre purement illustratif etnon limitatif, représenté schématiquement au dessin annexé, dans lequel :
La Figure 1 représente, en coupe horizontale prise approximativement au niveau de la ligne théorique de flottai- son, un navire muni du perfectionnement d'après l'invention dans une de ses formes d'exécution;
La Figure 2 représente le même navire en élévation longitudinale, une certaine longueur de la partie médiane étant omise;
Les Figures 3,4 et 5 sont des coupes transversales du dit navire, dans le plan III-III, IV-IV et V-V respective- ment de la fig 2;
et
La Figure 6 est un diagramme destiné à montrer, proportionnellement à la plus grande section de la partie im- mergée du navire, la partie de la section qui se trouve sous- traite à la résistance à l'avancement grâce à l'application du perfectionnement d'après l'invention dans l'exemple illus- tré par les figures précédentes.
Afin de permettre l'illustration par comparaison, les traits mixtes représentent dans les figs.l à 5 inclusive- ment les contours correspondants d'un navire de même déplace-
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ment mais qui ne serait pas muni du perfectionnement d'après l'invention, et, dans la fig.6, la plus grande section de la partie immergée d'un tel navire.
Se référant au dit dessin, l'on voit que leb helices
2 sont placées à l'avant du navire et que cet avant est terminé par un éperon glisseur 1, ayant approximativement la forme d'un double soc de charrue renversé. Cet éperon est des- tiné à combattre la tendance du tanguage s'amplifier de mê- me que la tendance de la proue du navire à s'enfoncer exagé- rément dans l'eau, ces tendances résultant de l'action des hélices, qui agissent par traction, lorsqu'après le passage d'une vague le navire a une inclinaison descendante (.Le l'ar- rière vers l'avant. L'éperon en question sert également à éviter que la partie supérieure des hélices de grand diamètre sorte de l'eau lorsque l'avant du navire vient de fendre le sommet d'une vague.
Chacune des hélices 2 est disposée dans le plan de l'orifice d'entrée d'un tuyau s'étendant le long du navire à la façon d'un tunnel, de l'avant vers l'arrière, et composé de trois parties 3,4 et 5. La première partie 3 a une section transversale qui est à l'orifice d'entrée substantiellement égale à la surface délimitée par la circonférence de l'hélice intéressée 2, mais cette section diminue progressivement au fur et à mesure que la coque du navire s'élargit, jusqu'au point où la partie 3 se raccorde à la partie 4 ou partie in- termédiaire du tuyau. Cette partie 4 s'étend dans la partie médiane, c'est-à-dire la partie de plus grande largeur, du navire, et est de section transversale uniforme et égale à la plus petite section de la partie 3.
La troisième partie 5 de chaque tuyau a, au point de raccordement à la partie in- termédiaire 4, la même section transversale que cette derniè- re, mais cette section transversale de la dite partie 5 va en croissant graduellement jusqu'à l'orifice de sortie à 1' arrière du navire.
Lorsqu'un navire navigue à toute vitesse, l'on con- çoit que dans le cas d'un navire ordinaire la force motrice
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agissant par l'intermédiaire des hélices à l'arrière du na- vire pour pousser ce dernier en avant doit être suffisante pour vaincre la résistance opposée par 1'eau à l'avancement de la partie immergée du navire, abstraction faite des pertes de transmission, de celles dues aux remous, et de la résistan- ce frictionnelle.
Dans le navire construit d'après l'inven- tion, la force motrice agit non seulement à. l'avant pour tirer le navire, par l'intermédiaire des hélices, mais au surplus, sa,.s nuire aucunement à l'effet de traction, elle est employée à absorber une partie, voire même la presque totalité, de la masse d'eau dont la résistance tend à. s'opposer à l'avancement du navire.
Cette résistance est nécessairement fonction de la surface à l'avancement de laquelle l'eau tend à s'opposer, donc la la section transversale effective ae la partie immer- gée du navire : il s'ensuit que si cette section est diminuée, la valeur de la résistance opposée par l'eau à son avancement devient proportionnellement moindre.
Ainsi, si l'on se réfère plus particulièrement à la fig.6, l'on voit que dans l'exemple illustré, la résistance à l'avancement à vaincre par l'action des deux hélices exerce dans un navire ordinaire son action sur la totalité des sections respectives xcdx' et xc'd'x' , tandis que dans le navire construit d'après l'invention les sections xefx' et xe'f'x' , qui correspondent à la surface des orifices d'entrée de la partie 3 des tuyaux, sont retranchées de la section immergée abb'a' du navire et seules les sections restantes eabf et e'a'b'f sont effectivement exposées à la resistance de l'eau. L'on conçoit dès lors que, la même force motrice n'ayant à vaincre qu'une résistance beaucoup moindre, le navire pourra atteindre une vitesse notablement plus gran- de ou,
alternativement, que si l'on veut se contenter de con- server la même vitesse maxima, une considérable économie de force motrice, et par conséquent de combustible et d'espace occupé par ce dernier et les machines, pourra être réalisée.
D'autre part, il se conçoit qu'il y a intérêt à ce que l'eau refoulée par les hélices dans les tuyaux respectifs @
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passe dans ces derniers avec la plus grande vitesse possible, afin de diminuer le plus possible le volume d'eau contenu dans le navire : ce résultat est, dans le navire perfection- né d'après l'invention, obtenu grâce à la, section réduite des tuyaux à l'entrée desquels sont prévues les hélices,sur la majeure partie de leur longueur, le filet d'eau passant dans les dits tuyaux se trouvant conséquemment aminci et augmentant ainsi de vitesse proportionnellement à la réducti- on de section.
Si l'application du perfectionnement décrit au:navires est susceptible d'entraïner une légère augmentation du poids mort de ceux-ci, leur déplacement reste néanmoins sensible- ment le même, mais ils seront par contre plus volumineux du fait de leur élargissement, d'où stabilité plus grande avec diminution conséquente du roulis,etplus grande largeur des superstructures.
En outre des possibilités déjà signalées d'atteindre une plus grande vitesse avec la mené force motrice ou de con- server la même vitesse en réduisant notablement la force mo- trice et par conséquent le poids et la consommation de combus- tible, qui constituent le principal avantage de l'invention, l'application du perfectionnement décrit permet une plus gran de finesse du navire, d'où diminution supplémentaire de la résistance à l'avant et de succion à 1'arrière conjointement avec une plus grande facilité de mise en marche et une possi- bilité d'arrêt plus rapide.
Dans l'exemple illustré, il a été prévu deux hélices 2,tournant en sens contraires pour la stabilité du navire,et deux tuyaux 3-4-5 ,mais il doit être entendu que le nombre des tuyaux et des hélices peut varier, et que ces dernières pourront affecter toute forme appropriée au travail à fournir,- L'on pourrait éventuellement monter deux ou plusieurs hélices l'une derrière l'autre sur le même arbre, et même prévoir en- tre ces hélices successives des aubes rectificatrices du cou- rant d'eau, à la façon d'une turbine, et en sus des hélices
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prévues à l'avant du navire, des hélices ou turbines.supplémen- taires pourraient le cas échéant être montées également à 1' arrière ou même en un point quelconque des tuyaux afin de favoriser la circulation de l'eau dans ces derniers.
Les dits tuyaux peuvent affecter n'importe quelle for- me ou section et être disposés de toute manière désirée, no- tamment au dessous de la coque, latéralement,ou au milieu du navire, et ils peuvent être divisés ou cloisonnés soit di- rectement à l'arrière des hélices, soit sur une ou plusieurs parties quelconques de leur longueur ; ilspeuvebt également servir à former une double paroi extérieure au navire et rem- placer dans la construction de ce dernier des poutres maîtres ses nécessaires à sa solidité.
.Au surplus, l'on pourrait éventuellement, si l'on y trouve un avantage suffisant pour compenser le supplément d' effort à fournir par les hélices pour vaincre la plus grande résistance opposée à l'évacuation de 1'eau dans la partie terminale des tuyaux, prévoir un orifice de sortie de ces der- niers de section plus petite que l'orifice d'entrée de façon à ce que l'eau s'échappant des tuaux exerce une poussée à l'arrière du navire, poussée dont l'action se combinerait à la traction exercée par les hélices à l'avant ;
bien entendu, la sortie des tuyaux:ne doit pas nccesair être prévue tout à l'arrière du navire, elle peut également se trouver en d'autres points relativementproches de l'extrémité arriè- re ou marne prendre la forme de plusieurs orifices pratiqués en différents puints du parcours de chaque tuyau.
Il doit enfin être entendu que l'invention peut être également appliquée à des navires ou engins de navigation de formes et d'espèce autres que celles illustrées, et notamment à de,; radeaux ou hydroglisseurs munis à l'avant d'une plate- forme glisseuse sous laquelle toute la partie immergée serait munie d'hélices absorbant la. totalité de l'eau se présentant devant elle.
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Il est à observer que dans l'exemple illustré les tuyaux à l'entrée desquels sont disposées les hélices ont une section circulaire, qui dans la partie terminale 5 se trans- forme toutefois en une section substantiellement rectangulai- re, de sorte que la sortie de:, dits tuyaux à 1'arrière du na- vire a une forme quadrangulaire, mais il doit être entendu qu'ainsi qu'il a déjà été dit plus dit le:, tuyaux précités peuvent avoir une section de conformation quelconque, cette conformation pouvant même varier en differents points de la longueur de chacune des parties dont l'ensemble constitue les tuyaux, y compris la partie médiane dont la section transver- sale conserve la même surface pour toute la longueur.
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1. Perfectionnement aux navires, caractérisé par le fait que l'avancement de ces derniers est, dans le but de ré- duire la résistance opposée par l'eau, assuré à l'interventi- on d'hélices de traction de diamètre relativement grand ,pla- cées à l'vant du navire dans le plan de l'orifice d'entrée de tuyaux s'étendant à la façon de tunnels le long du navire, de l'avant vers l'arrière, et de toute conformation désirée, les dits tuyaux ayant une section transversale qui, dans le but d'augmenter la vitesse de passage ae l'eau dans ces tuyaux et de réduire par conséquent le volume d'eau contenu dans le navire, est à l'orifice d'entrée de chaque tuyau sub- stantiellement égale à la surface délimitée par la circonfé- rence de l'hélice intéressée,
mais se retrécit graduellement à partir de cet orifice vers la partie médiane du navire, puis reste uniforme le long de cette partie médiane, et augmen- te enfin progressivement jusqu'au point où les tuyaux précités débouchent en poupe ou à proximité de la poupe du navire.
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The present invention relates to an improvement to ships, said improvement residing essentially in an entirely new conception of the means provided for ensuring the advancement of the ship, a design by which the speed of advancement of the ship is considered. - Dramatically increased for the same expenditure of driving force or, alternatively, a significant saving in driving force can be achieved for the same forward speed.
The improvement according to the invention is mainly characterized by the fact that the propellers, which until now are usually provided at the rear of ships, are replaced by traction propellers of relatively large diameter, placed at the bow of the ship in the plane of the inlet of pipes extending in the manner of tunnels along the ship, from the front to the rear, and whose cross section, which at the entry substantially corresponds to the area delimited by the circumference of the propeller concerned, gradually narrows as
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the hull of the ship widens, then remains uniform in the middle part of the ship, and finally increases gradually to the point where the said pipes emerge in the stern of the ship.
In this way, the propellers move the ship forward by the traction they exert, while at the same time they force the water to enter the aforementioned pipes, to gradually take up an increasing speed until that the stream of water reaches the part of uniform section of the pipes, then to maintain the same speed in this part, and finally to decrease again and gradually speed until the point where it escapes through the orifice of outlet of the respective pipes in the stern of the ship.
In order to make it easier to understand the invention, an example of application of the latter is found, purely by way of illustration and not by way of limitation, shown schematically in the accompanying drawing, in which:
Figure 1 shows, in horizontal section taken approximately at the level of the theoretical waterline, a ship provided with the improvement according to the invention in one of its embodiments;
Figure 2 shows the same vessel in longitudinal elevation, some length of the middle part being omitted;
Figures 3, 4 and 5 are cross sections of said vessel, in the plane III-III, IV-IV and V-V respectively of fig 2;
and
Figure 6 is a diagram intended to show, in proportion to the largest section of the submerged part of the vessel, the part of the section which is subtracted from the resistance to advancement by the application of the improvement. according to the invention in the example illustrated by the preceding figures.
In order to allow the illustration by comparison, the dashed lines represent in figs. 1 to 5 inclusive the corresponding outlines of a ship of the same displacement-
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ment but which would not be provided with the improvement according to the invention, and, in fig.6, the largest section of the submerged part of such a vessel.
Referring to the said drawing, we see that leb helices
2 are placed at the front of the ship and that this front is terminated by a slider spur 1, having approximately the shape of an inverted double plow share. This spur is intended to combat the tendency to pitch and increase as well as the tendency of the bow of the ship to sink excessively in the water, these tendencies resulting from the action of the propellers, which act by traction, when after the passage of a wave the vessel has a downward inclination (the stern to the front. The spur in question also serves to prevent the upper part of the large diameter propellers out of the water when the bow of the ship has just split the top of a wave.
Each of the propellers 2 is arranged in the plane of the inlet of a pipe extending along the ship like a tunnel, from the front to the rear, and composed of three parts 3 , 4 and 5. The first part 3 has a cross section which is at the inlet port substantially equal to the area delimited by the circumference of the propeller concerned 2, but this section gradually decreases as the hull of the vessel widens, up to the point where part 3 connects to part 4 or intermediate part of the pipe. This part 4 extends in the middle part, that is to say the part of greatest width, of the vessel, and is of uniform cross section and equal to the smallest section of part 3.
The third part 5 of each pipe has, at the point of connection to the intermediate part 4, the same cross section as the latter, but this cross section of said part 5 gradually increases up to the orifice. outlet at the rear of the vessel.
When a ship is sailing at full speed, it is understood that in the case of an ordinary ship the motive power
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acting through the propellers at the rear of the ship to push the ship forward must be sufficient to overcome the resistance of the water to the advancement of the submerged part of the ship, disregarding transmission losses , those due to eddies, and frictional resistance.
In the ship built according to the invention, the motive force acts not only. forward to pull the ship, by the intermediary of the propellers, but in addition, its, .s in no way interfere with the effect of traction, it is employed to absorb part, or even almost all, of the mass of 'water whose resistance tends to. oppose the advancement of the ship.
This resistance is necessarily a function of the surface to the advancement of which the water tends to oppose, therefore the effective transverse section has the submerged part of the vessel: it follows that if this section is reduced, the the value of the resistance opposed by the water to its advancement becomes proportionally less.
Thus, if we refer more particularly to fig. 6, we see that in the example illustrated, the resistance to the advance to be overcome by the action of the two propellers exerts in an ordinary ship its action on the totality of the respective sections xcdx 'and xc'd'x', while in the vessel constructed according to the invention the sections xefx 'and xe'f'x', which correspond to the surface of the inlet openings of part 3 of the pipes, are cut off from the submerged section abb'a 'of the ship and only the remaining sections eabf and e'a'b'f are effectively exposed to water resistance. It can therefore be understood that, since the same driving force only has to overcome much less resistance, the ship will be able to reach a notably greater speed or,
alternatively, that if one wishes to be satisfied with maintaining the same maximum speed, a considerable saving in motive power, and consequently in fuel and space occupied by the latter and the machines, can be achieved.
On the other hand, it is understandable that it is advantageous that the water delivered by the propellers in the respective pipes @
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passes through the latter with the greatest possible speed, in order to reduce as much as possible the volume of water contained in the vessel: this result is, in the vessel perfected according to the invention, obtained thanks to the section reduced pipe at the inlet of which the propellers are provided, over most of their length, the stream of water passing through said pipes being consequently thinned and thus increasing in speed in proportion to the reduction in section.
If the application of the improvement described to: ships is likely to lead to a slight increase in the dead weight of these, their displacement nevertheless remains appreciably the same, but they will on the other hand be more voluminous because of their enlargement, d 'where greater stability with consequent reduction in roll, and greater width of the superstructures.
In addition to the possibilities already indicated to reach a higher speed with the driving force driven or to keep the same speed by notably reducing the driving force and consequently the weight and the fuel consumption, which constitute the main advantage of the invention, the application of the improvement described allows a greater fineness of the vessel, hence further reduction in the resistance at the front and suction at the rear together with a greater ease of setting. on and a faster stop possibility.
In the example illustrated, two propellers 2, rotating in opposite directions for the stability of the ship, and two pipes 3-4-5 have been provided, but it must be understood that the number of pipes and propellers may vary, and that the latter could take any shape appropriate to the work to be done, - We could possibly mount two or more propellers one behind the other on the same shaft, and even provide between these successive propellers rectifying blades of the neck - water rant, like a turbine, and in addition to the propellers
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provided at the front of the ship, additional propellers or turbines could, if necessary, also be mounted aft or even at any point of the pipes in order to promote the circulation of water in the latter.
Said pipes may affect any shape or section and be arranged in any desired manner, in particular below the hull, laterally, or amidships, and they may be divided or partitioned either directly. behind the propellers, either over any part or parts of their length; They can also be used to form a double exterior wall to the ship and replace in the construction of the latter of the master beams necessary for its solidity.
In addition, one could possibly, if one finds there a sufficient advantage to compensate for the additional force to be provided by the propellers to overcome the greater resistance opposed to the evacuation of water in the terminal part. pipes, provide an outlet orifice of the latter of smaller cross section than the inlet orifice so that the water escaping from the pipes exerts a thrust at the rear of the vessel, the thrust of which l the action would combine with the traction exerted by the propellers at the front;
of course, the outlet of the pipes: should not necessarily be provided at the very rear of the vessel, it can also be found at other points relatively close to the aft end or marl take the form of several orifices made in different puints of the route of each pipe.
Finally, it should be understood that the invention can also be applied to ships or navigation devices of shapes and species other than those illustrated, and in particular to; rafts or hydrofoils provided at the front of a sliding platform under which the entire submerged part would be fitted with propellers absorbing the. all of the water in front of it.
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It should be observed that in the example illustrated the pipes at the inlet of which the propellers are arranged have a circular section, which in the end part 5 is however transformed into a substantially rectangular section, so that the outlet of :, said pipes at the rear of the vessel has a quadrangular shape, but it should be understood that as it has already been said more on :, the aforementioned pipes may have any section of conformation, this conformation may even vary at different points along the length of each of the parts of which the whole constitutes the pipes, including the middle part, the cross section of which retains the same surface for the entire length.
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Ft: V L 1 D I C r T I 0 N S
1. Improvement to ships, characterized by the fact that the advancement of the latter is, with the aim of reducing the resistance opposed by water, ensured by the intervention of traction propellers of relatively large diameter , placed at the bow of the ship in the plane of the inlet of pipes extending in the manner of tunnels along the ship, from the front to the rear, and of any desired conformation, said pipes having a cross section which, in order to increase the speed of passage of water in these pipes and consequently to reduce the volume of water contained in the vessel, is at the inlet of each pipe substantially equal to the area delimited by the circumference of the propeller concerned,
but gradually narrows from this orifice towards the middle part of the vessel, then remains uniform along this middle part, and finally gradually increases to the point where the aforementioned pipes emerge at the stern or near the stern of the vessel. ship.