Procédé pour améliorer le rendement -d'une hélice et dispositif pour la mise en pratique du procédé. Cette invention se rapporte aux hélices pro pulsives et sustentatrices et a pour but de réduire l'influence mutuelle nuisible des pales, de permettre d'augmenter dans une proportion quelconque le nombre et la lar geur de celles-ci et d'améliorer le rendement des hélices existantes.
On sait qu'en arrière de tout corps en mouvement dans un milieu fluide, règne une dépression qui dépend de la vi tesse de marche. Cette dépression tend à être comblée par les remous cir culaires antéro-postérieurs constitués par des filets marchant en sens inverse du corps en mouvement et provenant de la partie avant soumise à une surpression. Ces filets suivent la surface du corps et tendent., sans jamais y arriver, à rétablir l'équilibre des pressions autour du corps en question.
Ces courants d'équilibre restant insuffi sants, une dépression persiste à la partie postérieure, et le résultat en est l'appel d'une onde nommée par l'invention "onde clé suite." Ce qui se passe pour un corps quelcon que, se produit également pour une pale d'hélice en rotation. Chaque pale est suivie d'une oncle de suite qui tourne dans son plan et dont chaque molécule constitutive est ani- rnée d'une vitesse d'autant plus faible due cette molécule retarde davantage sur la pale en question.
L'onde est d'autant plus forte et s'étend d'autant plus en arrière que la surface trans versale de la pale est. plus grande.
Si donc, l'hélice comporte soit un. grand nombre de pales, soit des pales larges, soit enfin des pales nombreuses et larges, lors que la vitesse de rotation atteindra une cer taine valeur, chaque pale travaillera -dans l'onde do suite de la pale précédente. Elle attaquera donc des molécules, qui, au lieu d'être au repos, seront en mouvement dans le même sens qu'elle-même, et il en résul tera une diminution d'efficacité relative qui se i.raduira par une perte dans l'effort de traction. .
Ce fait explique la nécessité où l'on se trouve, en particulier, de ne constituer les hélices aériennes qu'avec un nombre très faible de pales très étroites et l'impossibilité pratique de faire, des hélices polybranches à grande surface, qui sont les seules convena bles quand on recherche de grands effort..- de traction pour une puissance motrice fai ble, comme c'est le, cas dans les hélices sus- tentatrices ou hélices d'hélicoptère.
La présente invention a pour objet, un procédé qui consiste à imprimer aux molé cules du fluide qui vont, entrer entre les palés de l'hélice un mouvement de sens con traire à, celui des pales.
Par<B>ce</B> procédé, la formation des "ondes de suite" derrière les pales est: contrariée et réduite considf@rah@e- ment, si I'inv@@nfion est appliquée à, une lice usuelle à deux branches le rendement: de l'hélice est augmenté en conséquence; d'autre part, il devient possible d'utiliser avec un bon rendement des hélices ayant des pales nombreuses ou à grande sur face.
L'invention a aussi pour objet un dis positif pour la. mise en application de. c e procédé, qui comporte la combinaison avec une hélice propulsive ou sustent-atrice cl'un organe rotatif appelé peigne et ayant des bras rayonnants, ce peigne étant. placé près du dos de l'hélice, ayant. même axe de rota:- tion que l'hélice, et tournant en sens con traire de celle-ci.
Les bras de ce peigne impriment, aux molécules du fluide, avant qu'elles soient. sollicitées par les pales de, l'hélice à être en traînées à leur suite, le mouvement opposé convenable pour contrarier la, formation des oncles de suite.
Le dessin représente, à titre d'exemple: dans les fig. 1. et 2 en élévation et en coupe axiale une hélice aérienne et un peine fou sur l'arbre de cette hélice, servant. à donner au,. molécules d'air la direction et la. vitesse voulues; ' dans les fi;. 3 et 4 une hélice combinée avec un peigne commandé; clans la fig. 5 en perspective une combi- naison (le deux hélices tournant. en sens in verses, l'une d'elles servant. de peigne.
Si l'on place près du dos d'une hélice, c'est-à.-dire du côté opposé à sa face d'a.tt:a- que, soit. au-dessus d'une hélice sustentatrice quelconque, ou en avant d'une hélice pro pulsive, 1, un peigne à.
bras rayonnants ", constitués par des palettes droites et minces, convergeant vers l'axe de rotation (le l'hélice et aboutissant à, un moyeu fou sur cet axe (fig. i et 2), on constate que quand l'hélice tourne, ce peigne tend à, tourner automa.- tiqueinent en sens inverse de l'hélice et.
que sa vitesse de rotation tend vers une limite constante, telle que le chemin parcouru par les extrémilés des bras du peigne soit d'en- viroa six mètres à la seconde. En mk@ce lencps. l'effort de -lrartion de l'lïr@lire aul-- mente.
Cette rotation provient du fait due clia- que branche du peigne est sollicitée, d'une part, par la pression atmosphérique et., d'au- tre part, par la dépression dorsale des pales successives. Il en résulte, un couple de rota tion qui détermine la marche inverse du peigne.
D'autre part, les molécules d'air aspirées par l'hélice sont obligées, pour parvenir jus qu'à. elle de traverser les secteurs constitué par les bras du peigne. Comme celui-ci tourne en sens inverse (le l'hélice, elles pren nent elles-mêmes une vitesse absolue. de sens inverse. La constitution de l'onde de suite est ainsi considérablement gênée puisque les molécules d'air reçoivent automatiquement. une vitesse inverse de celle qu'elles doivent prendre pour accompagner la portion dor sal des pales en mouvement.
Si la vitesse du peigne est bien el isie. on arrivera même à annuler complètement l'oncle de suite, ce qui permettra (le rl@ve- lopper indéfiniment la valeur totale (le la surface portante, et d'arriver, par exemple, à. des efforts de sustentation trés élevé, pour une puissance motrice réduite s'il s'agit d'un hélicoptère. La vitesse limite vers laquelle les pointes du peigne fou tendent à marcher dans l'air est de six mètres à la seconde.
Elle est.<B>(le</B> 65 cm dans l'eau.
La vitesse de 65 cm dans l'eau est la même que celle à laquelle se propagent les ondes ou rides circulaires provoquées à la surface des eaux tranquilles par le jet d'une pierre. Il semble que clans l'un et l'autre. cas ces chiffres de six mètres et de 65 cm expri ment précisément la valeur de propagation île l'oncle de, comblement dans le fluide con sidéré.
L'emploi du peigne, aux vitesses péri piiériques appropriées, donne des résultats avantageux aussi bien clans l'eau que. dans l'air.
11 va de soi que. pour plus (le régularité, le mouvement. du peigne peut être (,ont- mandé (fig. 3 et 4) par le mécanisme même qui actionne l'hélice et ceci, au moyen d'un dispositif (le transmission quelconque, tel par exemple, qu'un jeu d'engrenage con venablement établi, et qui n'est pas re présenté.
La forme (les pales du peigne petit être variée et l'on peut même envisager l'adjonc- tion d'une couronne périphérique qui en re lie les extrémités, bien que cette adjonction semble de peu d'efficacité. Il importe. seule ment que les bras du peigne aient sensible ment. même profil que le bord dit clos des pales d'hélice et que le jeu entre le peigne et 1'liélice sur toute la longueur des bords adjacents de leurs bras et de leurs pales, soit réduit. au minimum.
Il y a intérêt clans certains cas à incliner les branches du peigne pour leur donner une légère attaque et ceci, particulièrement dans les hélices propul sives, c'est-à-dire animées d'un mouvement de translation; en outre, la vitesse périphé rique ne doit pas. dépasser la limite à, la quelle se propagent les, oncles d'accompagne ment dans le fluide considéré.
On pourrait aussi, par exemple, donner au peigne la forme d'une hélice polybranclie 2z (fig. 5) constituée de la façon suivante: le nombre des pales est le même que celui (les lames du peigne et chaque lame est dis posée de, telle sorte que son bord inférieur (clans le cas d'une hélice sustentatrice) soit très rapproché (lu bord supérieur de l'hélice principale et que les profils de ces deux bords soient sensiblement de même forme.
Dans de telles conditions l'hélice supérieur (qui tourne naturellement en sens inverse (le, l'autre) peut jouer dans une certaine me ure le rfe de peigne pour l'hélice inférieure linisqu'elle entraîne une oncle d'accompagne ment dans son propre plan et en sens inverse < le l'onde qui tend à se constituer clans Plié- lice inférieure dont la marche est inverse.
<B>Le</B> rendement maximum. d'un tel disposi tif sera, atteint lorsque la, vitesse périplié ri- qiie sera voisine de la vitesse de propagation (le l'onde (le comblement clans le milieu con sidéré. Autrement, dit la combinaison de deux hélices de pas inverses, superposée, t,oiirnaiit en sens contraires l'un par rapport à.
l'aui,re et disposées (le manière que les profils des bords adjacents de leurs pales i cfll.ilignes se juxtaposent sensiblement et. avec le minimum possible (le ,jeu. permet jusqu'à, un certain point l'emploi d'un grand nombre de pales, c'est-à-dire d'une surface portante ou poussante de grandes dimen sions, et concentrée en un volume restreint autour dû l'axe de rotation, sans pour cela.
que l'on ait à redouter les pertes claies à. l'in fluence mutuelle clesdites surfaces.
11 va de soi que les pas des hélices ne sont. pas forcément les mêmes; il convient. même d'adopter un pas plus élevé pour. l'Hélice supérieure dont la marche petit être atilomatique oui commandée.