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Propulseur à roue à aubes, en particulier- pour véhicules nauti ques .
La présente invention concerne un propulseur à roue à aubes, en particulier' pour véhicules nautiques, dont les axes des aubes sont entièremen.t ou sensiblement paral- lèles à l'axe du propulseur et dont les aubes plongent tou- tes dans l'eau en même temps et effectuent des mouvements oscillants à la cadence du mouvement de rotation du propul- seur, et.elle a pour but de diriger les cs cillations des au- bes de façon que celles-ci s'adaptent aussi bien que possible
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au courant relatif dans le voisinage des positions dans les- quelles il n'y a pas de propulsion.
Par "positions des aubes dans lesquelles il n'y a pas de propulsion", on entend les positions dans lesquelles les efforts exercés par les aubes sur le milieu qui s'écoule ne produisent pas de résultante dirigée dans le sens inverse de celui de la marche, c'est à dire ne produisent aucune force capable de contribuer à propulser le véhicule. Suivant la na- ture de ces roues à aubes, ceci est le cas dans le voisinage des deux points latéraux du cercle de l'aube, tandis que les efforts de propulsion les plus intenses sont exercés dans le voisinage de celui du diamètre du circuit de l'aube qui se trouve dans le sens de la marche.
Comme les aubes se meuvent dans le sens inverse' de celui du courant (en avant) pendant leur révolution d'un côté du cercle des aubes, et dans le sens du courant (en arrière) sur l'autre moitié du cercle de la roue, on fait donc une distinction correspondante entre la "moitié de marche avant" et la"moitié de marche arrière", pour le cercle des aubes. Comme la vitesse relative est petite, les conditions qui existent dans la moitié de marche arrière du cercle des aubes ne jouent qu'un rôle secondaire, de sorte qu'il suffit pratiquement de considérer la moitié de marche avant.
Or, des études minutieuses des conditions du courant pour des propulseurs de ce genre ont montre que les filets de courant, dépendant de la forme du navire et des conditions au courant dans le sillage, ne sont nullement parallèles au sens de la marche, et qu'ils s'écartent au contraire considérable- ment de cette position. On constate, en particulier dans le faisceau de courant, un rétrécissement qui a pour effet que les points de contact des filets de courant extérieurs avec le cercle ou circuit des aubes ne se trouvent pas sur la normale
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à la marche, mais qu'ils s'en écartent en faisant un certain angle avec elle.
Il en résulte en conséquence une mauvaise adaptation des aubes aux filets de courant pour les propul- seurs dans lequels la position tangentielle des aubes sur leur cercle est atteinte aux points extrêmes de celui des diamètres du cercle qui est perpendiculaire au sens de la marche. C'est pourquoi, suivant l'invention, on s'écarte sciemment d'une telle cinématique et l'on reporte la position tangentielle des aubes par rapport à leur cercle au point où le filet de courant extérieur est également tangent au cercle des aubes.
Comme il faut tenir compte de ces conditions sur la moitié de marche avant du cercle de la roue, ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut, tandis qu'on peut les négliger sur la moi- tié de marche arrière à cause de la faible vitesse relative qui existe à cet endroit, on n'indiquera, suivant l'invention, des règles pour la position des aubes en tenant compte de la configuration du courant, que pour la moitié de marche avant de la roue.
Dans la figure unique du dessin ci-joint, on a repré- senté le cercle 8 des aubes d'une roue à aubes servant de pro- pulseur et dont le sens de rotation est indiqué par la flèche 11. Le courant 13 passe par le centre 0 de¯la roue et il est sensiblement parallèle et opposé au sens de la marche 14. Les filets de courant représentés dans la figure sont le résultat d'expériences récentes.
Ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut, ils ne sont pas parallèles au sens de la marche ; ils présentent au contraire dans leur faisceau,, en particulier sur celui des côtés du cercle des aubes où le mouvement des aubes est opposé au sens du courant, un rétrécissement qui a pour effet que les points de contact des filets de courant avec le cercle des au- bes se trouvent dans la moitié postérieure de ce cercle. ce phénomène est donc contraire à ce que l'on supposait jusqu'à présent, et ce qui serait le cas pour des filets de courant pa-
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rallèles, que le sens des filets ae courant toucherait le cercle des aubes sur ses deux points latéraux, c'est à dire sur un diamètre du cercle perpendiculaire au sens du courant (ce qu'on appelle la normale à la marche).
Les normales pour les différentes positions des aubes doivent se couper, pour la moitié antérieure et la moitié postérieure de la roue , dans une zone qui se trouve sur le diamètre transversal 2 in- diqué par le cercle 17. Dans la zone où le courant relatif est le plus petit, c'est à dire à peu près au milieu de la moitié de marche arrière du cercle de la roue, moitié dont l'impor- tance est relativement faible pour les efforts latéraux et le rendement, on supposera que le point de contact du filet de courant extérieur avec le cercle des aubes se trouve en 18, tandis que sur le côté opposé le filet de courant extérieur touche le cercle des aubes au point 3.
Des essais ont montré que l'angle au centre 4 à l'intérieur duquel peut se trouver le point 3 peut atteindre jusqu'à + 25 de part et d'autre de la normale 6 à la marche suivant la position des filets de courant qui sont tangents au cercle des aubes. Pour tenir compte du rendement et aes risques de cavitation, il faut alors que l'écart entre la nor- male 1 aux aubes et le rayon passant par le point 3 ne dépasse pas 15 de chaque côté à l'intérieur des limites de cet angle au centre.
La condition qui vient d'être indiquée relativement à l'angle en question ne dépend pas seulement ae la cinémati- que du rayon ; au contraire, elle dépend davantage de la somme de tous ceux des facteurs de la marche a l'aide d'aubes qui dé- terminent le sens du courant et de la forme du navire, forme qui comprend aussi celle de laproue et par laquelle la configu- ration du courant est déterminée.
Il convient d'appliquer la loi de mouvement qui vient d'être indiquée pour les aubes à tous les états de marche de la roue à aubes, c'ést à dire pour toutes les positions du
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point d'intersection ou de la zone 17 des points d'intersection. des normales aux aubes sur celui des diamètres 9 qui est per- pendiculaire au sens de la marche vis à vis du centre 0 de la roue y compris le réglage pour la marche arrière pour lequel les points d'intersection des normales aux aubes sont amenés sur le cote opposé de l'axe de la roue.
R e v e n d i c. a t i o n s. l.- Propulseur constitué par une roue à aubes en particulier pour véhicules nautiques, dont les axes des aubes sont entiè- rement ou sensiblement parallèles à l'axe du propulseur et dont les aubes effectuent des mouvements d'oscillation à la cadence de la révolution du propulseur, caractérisé en ce que la nor- male (1) aux aubes d'une aube motrice (7) dont l'axe d'oscilla- tion (3) se trouve sur le cercle (8) des aubes pendant le par- cours d'un angle au centre (4) qui est d'environ ¯ 25 par rapport à la normale à la marche (9) peut faire avec le rayon (5) de l'axe d'-oscillation (3) de l'aube motrice un angle (6) inférieur à + 15 .
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