EP0503206B1 - Propulseur rétractable ou escamotable utilisant un dispositif trapézoidal à rotation déformante engendrant un mouvement rectiligne à l'intérieur d'un puits - Google Patents
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- EP0503206B1 EP0503206B1 EP91480046A EP91480046A EP0503206B1 EP 0503206 B1 EP0503206 B1 EP 0503206B1 EP 91480046 A EP91480046 A EP 91480046A EP 91480046 A EP91480046 A EP 91480046A EP 0503206 B1 EP0503206 B1 EP 0503206B1
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Classifications
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- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
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-
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- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
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- B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
Definitions
- the subject of the invention is a retractable or retractable propellant using a trapezoidal device with deforming rotation generating a rectilinear movement inside a well.
- This patent describes a motor, for example hydraulic, driving a shaft, vertical or inclined, in two parts, which can slide relative to one another.
- the lower part of this shaft drives a propeller by means of a return.
- This thanks to the sliding of the drive shaft, can be retracted by rising above the water level.
- This sliding can be caused by a hydraulic cylinder controlled by the same pressurized oil as the hydraulic motor.
- the propeller can be steerable for maneuvering the boat.
- the lifting part In the high position, retracted into a well provided for this purpose, the lifting part can close off this well so as to restore to the hull of the boat all its hydrodynamic performance.
- the "retractable" thrusters generally comprise a telescopic device generating an upward or downward movement, ensuring the output of the propeller of the propellant, of the hull. These propellants have major drawbacks.
- the invention aims to minimize the size of the propellant.
- the invention tends to solve all these problems.
- the invention applies in particular to all ships and other floating or submersible devices.
- the present invention relates to a retractable or retractable device for transverse or longitudinal propulsion, applicable to floating or submersible vehicles, according to the independent claim.
- Lateral bi-directional propulsion devices combined with conventional forward and reverse steps, make omnidirectional movement of a machine possible; precise positioning during maneuvers, correction of offset due to winds and currents or residual wandering. Implanted in the live works of a ship, these devices are called retractable or retractable thrusters.
- This propellant according to the invention is retractable or retractable, using a trapezoidal device with deforming rotation generating a rectilinear movement of exit or reentry inside a well.
- the total size required for this propellant, especially in height, can be three to four times lower than with a conventional "retractable" propellant.
- the total size required for this propellant may be equal to or less than that of a "tunnel" propellant.
- This propellant according to the invention is provided with two propellers; the first propeller is traction, supercharging the second propeller which is propulsive, and vice versa by inversion of rotation, making the whole very effective with a symmetrical thrust in both directions.
- this propellant is not subject to seizure.
- this thruster retracts by itself inside the machine.
- this propellant is, by its compact design and its development technique, to favor its implantation in interiors, to be light and undeformable. Its symmetrical helical propulsion assembly ensures it a high efficiency equal in both directions. Out of service and for safety, this device is retracted or retracted, locked, inside a well closed automatically by a hatch whose external shape reproduces that of the hull, perfectly respecting the laws of hydrodynamics, by removing total of all sources of parasitic turbulence.
- the device according to the invention is composed of a box, tightly fixed on a well forming an integral part of the structure of the machine. Inside this box are folded two asymmetrically pivoting arms, a motorized base and a helical assembly. The two arms, on the one hand, are focused on the box, and on the other hand on the propulsion base. Under a mechanical or manual action on the lever secured to the main arm by its axis, said rotating arm composed with the triangulation arm causes a rectilinear movement. The deformation thus ordered of the trapezium generates a kinematics of exit or re-entry of the base by the center of the helical assembly.
- the exit or return movement is rectilinear through the center of the helical assembly.
- the propulsion base is provided with two propellers, the first propeller is traction, supercharging the second propeller which is propulsive, and vice versa by reversing the rotation, making the whole very effective with a symmetrical thrust in both directions.
- the exit and re-entry operation is controlled from outside the box, by hydraulic, electric, compressed air or manual system.
- An automatic locking or unlocking in the retracted position prohibits operation without the user's remote command.
- This lock is also manual for technical control or following an anomaly.
- the operation of said lock is in combination with the lever and with the sliding yoke.
- Figure 1 is a perspective view of a boat hull, the thruster retracted and its hatch closed, and a detailed view showing the thruster out.
- Figure 2 is a schematic profile view of the propellant out.
- Figure 3 is a schematic view of the rear of the propellant out.
- Figure 4 is a schematic side view of the retracted thruster.
- Figure 5 is a schematic view of the rear of the retracted thruster.
- Figure 6 is a schematic side view of the lock.
- the invention relates to a retractable thruster. Thanks to its compact design and development technique, its installation is very easy in small spaces.
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Description
- L'invention a pour objet un propulseur rétractable ou escamotable utilisant un dispositif trapézoïdal à rotation déformante engendrant un mouvement rectiligne à l'intérieur d'un puits.
- L'état de la technique peut être défini par les brevets suivants :
- FR-A-2.348.850 : L'invention a pour objet un dispositif de blocage d'un propulseur rétractable de bateau. Le blocage en position d'un propulseur rétractable s'efffectue au moyen de quatre verrous inclinés articulés produisant des poussées de composantes verticales et horizontales, et de quatre verrous articulés produisant des poussées horizontales.
- L'invention s'applique aux propulseurs rétractables verticalement dans un logement d'un bateau.
- FR-A-1.573.009 : La présente invention concerne un dispositif de poussée sur étrave, comprenant des enveloppes identiques à chaque extrémité qui sont raccordées à une section centrale, des moyens d'entraînement logés à l'intérieur de la section centrale, une paire d'arbres disposés axialement pouvant être mis en rotation à l'intérieur des enveloppes et entraînés sélectivement par lesdits moyens d'entraînement, des rotors d'une fabrication identique sur ledit arbre, et des moyens de freinage pour verrouiller l'un ou l'autre desdits rotors de telle sorte que les moyens d'entraînement entraîneront le rotor déverrouillé pour fournir un écoulement d'eau sur le rotor verrouillé fonctionnant à ce moment comme un stator.
- FR-A-1.590.321 : La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un agencement de poussée d'étrave pour des navires, comprenant une structure de tunnel disposée transversalement et placée dans le corps immergé du navire et contenant au moins une hélice, ledit agencement présentant, en outre, les caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison :
- 1) la structure de tunnel est conçue sous forme d'une unité distincte du corps avant du navire et s'étendant d'un côté à l'autre de son bordé ; de plus, elle est articulée autour d'un axe horizontal dans ledit corps avant, chaque bordé latéral comportant une ouverture correspondant à celle de la structure du tunnel ;
- 2) la structure du tunnel est conçue de manière à pivoter essentiellement sur 90° autour d'un axe de pivotement, et elle comporte des plaques-couvercles qui recouvrent les ouvertures ménagées dans le bordé du bulbe du navire lorsque la structure du tunnel se trouve à une position inopérante ;
- 3) la structure du tunnel et/ou les plaques-couvercles sont munies de dispostifs d'étanchéité réglables et déplaçables vers l'extérieur à partir de l'axe de pivotement précité et destinés à porter sur le côté intérieur du bordé.
- FR-A-1.601.025 : dispositif de gouvernail d'étrave pour navires possédant une étrave à bulbe comprenant un canal d'adduction partant du bordage avant du navire, enveloppant l'organe de propulsion et se ramifiant derrière celui-ci en deux branches orientées obliquement vers l'arrière l'une vers tribord, l'autre vers babord, puis à l'intérieur des organes de fermeture réglables, dont l'une des caractéristiques est son application à des navires comportant une étrave à bulbe et l'autre caractéristique le montage de l'ensemble dudit dispositif dans l'étrave à bulbe. L'étrave à bulbe est conçue en tant qu'unité de construction comprenant le dispositif pour gouvernail d'étrave, y compris ou non le moteur de commande de l'organe de propulsion dudit dispositif, l'ensemble étant rattaché à la coque du navire.
- FR-A-2.243.864 : dispositif propulseur à tunnel et à poussée variable. Le dispositif comporte une paroi de tunnel fixe, une partie de paroi mobile de tunnel, des moyens pour monter la partie mobile en rotation sur la paroi du tunnel fixe autour de l'axe de ce dernier, des moyens pour entraîner en rotation ladite partie de la partie mobile, une pluralité de pales qui s'étendent vers l'intérieur à partir de la partie de paroi mobile, et qui sont reliées à cette dernière afin de tourner autour de l'axe du tunnel, et, des moyens pour commander le pas des pales par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du tunnel. Application aux navires équipés de tunnel transversaux prévus à l'avant et/ou à l'arrière, sous la ligne de flottaison de ces navires.
- FR-A-2.229.608 : Propulseur auxiliaire rétractable.
- Ce brevet décrit un moteur, par exemple hydraulique, entraînant un arbre, vertical ou incliné, en deux pièces, pouvant coulisser l'une par rapport à l'autre. La partie inférieure de cet arbre entraîne par l'intermédiaire d'un renvoi une hélice. Celle-ci, grâce au coulissement de l'arbre d'entraînement, peut s'escamoter en remontant au-dessus du niveau de l'eau. Ce coulissement peut être provoqué par un vérin hydraulique commandé par la même huile sous pression que le moteur hydraulique.
- L'hélice peut être orientable pour la manoeuvre du bateau.
- En position haute, rétractée dans un puits prévu à cet effet, la partie relevable peut venir obturer ce puits de façon à rendre à la coque du bateau toutes ses performances hydrodynamiques.
- Ces différents brevets décrivent des propulseurs "tunnel" ou "rétractable" spécifiques à l'étrave ou à d'autres parties d'un navire.
- Les propulseurs "tunnel" sont fixes dans les oeuvres vives des navires, ce qui a généralement pour inconvénient de laisser des ouvertures, créant des turbulences néfastes aux performances d'hydrodynamiques. D'autres facteurs condamnent les propulseurs "tunnel". L'évolution rapide des carènes modernes améliorant l'hydrodynamique, tend à réduire le tirant d'eau aux étraves et aux poupes, diminuant ainsi les possibilités d'installation de ces types de matériels.
- Les propulseurs "rétractables" comportent en général un dispositif télescopique engendrant un mouvement de montée ou de descente, assurant la sortie de l'hélice du propulseur, de la coque. Ces propulseurs présentent des inconvénients majeurs.
- Le développement rectiligne télescopique d'une colonne, implique par sa technique un encombrement et un poids importants dans les volumes d'un bateau. Les mouvements de pièces mécaniques télescopiques posent d'importants problèmes au contact de l'eau en particulier de l'eau de mer, des sécrétions et des coquillages, avec comme résultat des problèmes de coincement. Une vitesse trop élevée ou un choc sur le propulseur descendu, le détériore, empêchant la remontée du système, interdisant généralement la navigation sans une intervention technique. Ainsi que suite à une non utilisation prolongée, ces propulseurs ont une aptitude au grippage et ne peuvent plus être opérationnels.
- Ces propulseurs ont comme fonction d'avoir une poussée dans un sens ou l'autre, latérale ou longitudinale, mais la majorité des propulseurs "tunnel" ou "rétractable" n'ont pas une poussée égale dans les deux sens, par le fait que le flux d'une hélice, même symétrique, se heurte dans un sens à son embase de transmission.
- US-A-3.241.511 : ce brevet décrit dans les figures 10 et 10A un moteur auxiliaire pour des ailes ou patins portants tels qu'utilisés sur des navires hydroptères. Une manivelle actionne par une triangulation la sortie d'un tube qui contient l'arbre moteur et auquel sont fixées à l'extrémité, une hélice et l'extrémité d'un patin portant articulé. L'ensemble occupe un volume considérable.
- Or, l'invention tend à réduire au maximum l'encombrement du propulseur.
- Dans les figures 18, 24, le brevet décrit des mécanismes de manoeuvre de patins portants disposés sur des bras latéraux issus du pont.
- L'invention tend à résoudre tous ces problèmes.
- L'invention s'applique notamment à tous navires et autres engins flottants ou submersibles.
- La présente invention concerne un dispositif escamotable ou rétractable de propulsion transversale ou longitudinale, applicable aux engins flottants ou submersibles, selon la revendication indépendante.
- Les dispositifs latéraux de propulsion bi-directionnelle, combinés aux marches avant et arrière classiques, rendent possible les déplacements omnidirectionnels d'un engin ; positionnement précis lors des manoeuvres, corrections des déports dus aux vents et courants ou erre résiduelle. Implantés dans les oeuvres vives d'un navire, ces dispositifs sont appelés propulseurs rétractables ou escamotables.
- Ce propulseur selon l'invention est rétractable ou escamotable, utilisant un dispositif trapézoïdal à rotation déformante engendrant un mouvement rectiligne de sortie ou de rentrée à l'intérieur d'un puits.
- L'encombrement total nécessaire à ce propulseur, notamment en hauteur, peut être inférieur de trois à quatre fois par rapport à un propulseur "rétractable" classique.
- L'encombrement total nécessaire à ce propulseur peut être égal ou inférieur par rapport à un propulseur "tunnel".
- Ce propulseur selon l'invention est pourvu de deux hélices ; la première hélice est tractrice, suralimentant la seconde hélice qui est propulsive, et vice-versa par inversion de la rotation, rendant l'ensemble très efficace avec une poussée symétrique dans les deux sens.
- L'ensemble de ce propulseur selon l'invention, de par sa conception, conserve, sorti, une grande rigidité.
- De par sa conception et sa technique de développement, ce propulseur n'est pas sujet au grippage.
- De par sa conception et sa technique de développement, en cas de choc ou de vitesse trop élevée, ce propulseur s'escamote de lui-même à l'intérieur de l'engin.
- Les particularités du présent propulseur sont, de par sa conception compacte et sa technique de développement, de favoriser son implantation dans les intérieurs, d'être léger et indéformable. Son ensemble hélicoïdal symétrique de propulsion lui assure un rendement élevé égal dans les deux sens. Hors service et par sécurité, ce dispositif est rétracté ou escamoté, verrouillé, à l'intérieur d'un puits obturé automatiquement oar une trappe dont la forme extérieure reproduit celle de la carène, respectant parfaitement les lois de l'hydrodynamique, par la supression totale de toutes sources de turbulences parasites.
- Le dispositif selon l'invention est composé d'un caisson, fixé de façon étanche sur un puits faisant partie intégrante de la structure de l'engin. A l'intérieur de ce caisson sont repliés deux bras pivotants assymétriquement, une embase motorisée et un ensemble hélicoïdal. Les deux bras, d'une part, sont axés sur le caisson, et, d'autre part sur l'embase de propulsion. Sous une action mécanique ou manuelle sur le levier solidaire du bras principal par son axe, ledit bras en rotation composé avec le bras de triangulation entraîne un mouvement rectiligne. La déformation ainsi ordonnée du trapèze engendre une cinématique de sortie ou de rentrée de l'embase par le centre de l'ensemble hélicoïdal.
- Selon un mode de réalisation préféré, le mouvement de sortie ou de rentrée est rectiligne par le centre de l'ensemble hélicoïdal.
- L'embase de propulsion est pourvue de deux hélices, la première hélice est tractrice, suralimentant la seconde hélice qui est propulsive, et vice-versa par inversion de la rotation, rendant l'ensemble très efficace avec une poussée symétrique dans les deux sens.
- L'embase est composée de :
- un étrier
- une tuyère faisant protection avec support de trappe
- un ensemble hélicoïdal, l'ensemble hélicoïdal est composé de :
- un boîtier mécanique à bain d'huile, avec arbre de transmission
- un couple cônique, et arbre pour une ou deux hélices
- un moteur étanche, hydraulique, électrique ou à air comprimé.
- L'opération de sortie et de rentrée est commandée de l'extérieur du caisson, par système hydraulique, électrique, à air comprimé ou manuel.
- Un verrouillage ou déverrouillage automatique en position rentrée interdit la mise en oeuvre sans l'ordre à distance de l'utilisateur. Ce verrou est aussi manuel pour contrôle technique ou suite à une anomalie. L'exploitation dudit verrou est en combinaison avec le levier et avec la chape à coulisse.
- Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention.
- La figure 1 est une vue en perspective d'une carène de bateau, le propulseur rentré et sa trappe fermée, et une vue de détail mettant en évidence le propulseur sorti.
- La figure 2 est une vue schématique de profil du propulseur sorti.
- La figure 3 est une vue schématique de l'arrière du propulseur sorti.
- La figure 4 est une vue schématique de profil du propulseur rentré.
- La figure 5 est une vue schématique de l'arrière du propulseur rentré.
- La figure 6 est une vue schématique de profil du verrou.
- L'invention concerne un propulseur escamotable. De par sa conception compacte et sa technique de développement, son implantation est très aisée dans des espaces réduits.
- Il est composé d'un caisson 1, fixé de façon étanche, sur le plan de joint 16, sur un puits 2 faisant partie intégrante de la structure 3 de l'engin.
- A l'intérieur de ce caisson 1 sont repliés deux bras 4 et 5 pivotant assymétriquement, une embase 10 motorisée, un étrier 17 et un ensemble hélicoïdal 15. Les deux bras 4 et 5, d'une part, sont axés en 6 (arbre de bras de commande) et 7 (arbre de bras de triangulation) sur le caisson 1 et, d'autre part, en 8 et 9 sur l'étrier 17 solidaire de l'embase de propulsion 10. Sous l'action manuelle ou mécanique X ou Y exercée sur le levier 12 solidaire du bras 4 par l'arbre 6 ledit bras 4 en rotation composé avec le bras de triangulation 5 ordonne la déformation du trapèze obtenant un mouvement rectiligne selon l'axe A Z de l'embase 10 en son centre 11.
- L'exploitation de ce propulseur comprend cinq phases :
- Processus de déverrouillage et mise en service :
Sous l'action mécanique ou manuelle X, la chape 13 coulisse entraînant, par la butée 22, une poussée sur la gâche 20, cette dernière axée en 21, libérant le siège 26, amorçant ainsi la sortie. - Sortie :
La continuité de l'action X, sur la chape 13 imprime, par l'axe 24, une traction sur le levier à came 12, ledit levier 12 solidaire par l'arbre 6 du bras de commande 4, ce dernier, en rotation composée avec le bras de triangulation 5, engendre la sortie de l'embase 10 ainsi que l'ouverture simultanée de la trappe 14, puis en fin de course, la mise en butée du siège 26 en 25. - La propulsion :
La propulsion est occasionnée par la rotation ordonnée gauche ou droite de l'ensemble hélicoïdal 15. - Rentrée :
Sous l'action mécanique ou manuelle Y, la chape 13 coulisse, entraînant par l'axe 24 une poussée du levier 12, ledit levier 12 étant solidaire par l'arbre 6 du bras de commande 4, ce dernier, en rotation composée avec le bras de triangulation 5, engendre la rentrée de l'embase 10, la fermeture simultanée de la trappe 14 ainsi que l'amorçage du verrouillage. - Processus de verrouillage :
La continuité de Y sur la chape 13, imprimant par l'axe 24 une poussée sur le levier à came 12, ledit levier 12 sera, en fin de rotation et en fin de course calé en 26 par la gâche 20, ladite gâche 20 axée en 21 étant rappelée d'elle même par son ressort 23. -
- 1.
- Caisson étanche
- 2.
- Puits
- 3.
- Structure de l'engin
- 4.
- Bras de commande
- 5.
- Bras de triangulation
- 6.
- Arbre de bras de commande
- 7.
- Arbre de bras de triangulation
- 8.
- Axe
- 9.
- Axe
- 10.
- Embase
- 11.
- Centre de l'embase ou de l'ensemble hélicoïdal
- 12.
- Levier à came
- 13.
- Chape à coulisse
- 14.
- Trappe
- 15.
- Ensemble hélicoïdal
- 16.
- Plan de joint
- 17.
- Etrier
- 20.
- Gâche
- 21.
- Axe de gâche
- 22.
- Butée de gâche
- 23.
- Ressort de rappel de gâche
- 24.
- Axe de coulisse
- 25.
- Butée de fin de course sortie
- 26.
- Siège de came
- X.
- Action mécanique ou manuelle
- Y.
- Action mécanique ou manuelle
- A Z.
- Axe de mouvement rectiligne
Claims (9)
- Système de propulsion transversal ou longitudinal rétractable ou escamotable applicable aux engins flottants ou submersibles, du type utilisant un dispositif trapézoidal (4,5,17) a rotation déformante engendrant un mouvement de sortie ou de rentrée à l'intérieur d'un puits (2), composé d'un caisson (1), fixé de façon étanche sur le plan de joint du puits (16), ledit puits (2) faisant partie intégrante de la structure (3) de l'engin, caractérisé par le fait
qu'à l'intérieur de ce caisson (1) sont repliés: un première bras (4) et un second bras (5) appelé de triangulation ,les deux bras étant montés pivotant assymétriquement d'une part sur le caisson (1) et, d'autre part sur un étrier (17) solidaire à une embasse de propulsion (10); un levier (12) solidaire du premier bras (4) et monté pivotant dans l'extrémite de ce bras (4) pivotant sur le caisson (1);
le premier bras (4), le levier (12) et le second bras (5) entrant en rotation composée sous une action manuelle ou mécanique appliquée sur le levier (12) et produisant la déformation d'un trapèze à rotation déformante de manière a obtenir un mouvement rectiligne de sortie ou de rentrée à l'interieur du puits (2). - Propulseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait
que le mouvement de sortie ou de rentrée est rectiligne par le centre (11) de l'ensemble hélicoïdal (15). - Propulseur selon la revendication 2 caractérisé par le fait
que l'embase de propulsion (10) est composée :
d'un étrier (17)
d'une tuyère de protection faisant office de support pour l'obturateur d'orifice telle qu'une trappe (14). - Propulseur selon la revendication 2 caractérisé par le fait
que l'ensemble hélicoïdal (15) est composé de : d'un boîtier mécanique à bain d'huile, avec arbre de transmission d'un couple cônique et arbre pour une ou deux hélices d'un moteur étanche. - Propulseur selon la revendication 2 caractérisé par le fait
que l'opération de sortie ou de rentrée est commandée de l'extérieur du caisson, par vérin, électrique, hydraulique, à air comprimé ou manuellement par levier. - Propulseur selon la revendication 2 caractérisé par le fait
qu'il comporte un moyen de verrouillage ou déverrouillage automatique en position haute, interdit la descente sans l'ordre à distance de l'utilisateur ce moyen peut être manuel pour contrôle technique ou suite à une anomalie ; ledit moyen de verrouillage est disposé au niveau de la chape à coulisse (13) de la gâche (20) et du levier à came (12). - Système propulseur selon la revendication 6 caractérisé par le fait que sous l'action exercée sur le levier (12), la chape (13) coulisse, entraînant par une butée (22), une poussée sur la gâche (20), cette dernière libérant un siège (26); la continuité de l'action sur la chape (13) imprime, par un axe (24) une traction sur le levier à came (12), ledit levier (12) solidaire par un arbre (6) au premier bras (4), entre en rotation, puis en fin de course vient buter dans un autre butée (25) par le siège.
- Système propulseur selon la revendication 7 caractérisé par le fait que sous l'effet de la chape (13) coulisse, entraînant par un axe (24) une poussée du levier (12), ledit levier (12) étant solidaire par l'arbre (6) du premier bras (4), entre en rotation, puis en fin de course se cale par le siège (26) sur la gâche (20), montee pivotant (20) en-dessous de la chape coulissante (13) étant rappelée d'elle même par un ressort (23).
- Propulseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait
qu'il est pourvu de deux hélices, la première hélice est tractrice, suralimentant la seconde hélice qui est propulsive et vice versa par inversion de la rotation.
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