FR2619352A1 - Chapeau de moyeu d'helice propulsive avec ailettes - Google Patents
Chapeau de moyeu d'helice propulsive avec ailettes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2619352A1 FR2619352A1 FR8711462A FR8711462A FR2619352A1 FR 2619352 A1 FR2619352 A1 FR 2619352A1 FR 8711462 A FR8711462 A FR 8711462A FR 8711462 A FR8711462 A FR 8711462A FR 2619352 A1 FR2619352 A1 FR 2619352A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- propeller
- fins
- hub
- hub cap
- efficiency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
- B63H2001/283—Propeller hub caps with fins having a pitch different from pitch of propeller blades, or a helix hand opposed to the propellers' helix hand
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Un chapeau de moyeu d'hélice propulsive avec ailettes est agencé pour améliorer les caractéristiques de l'hélice et en particulier son rendement. Sur le chapeau de moyeu se trouvent des ailettes 64 qui satisfont aux conditions suivantes : i. elles sont du même nombre pour chaque pale 61 de l'hélice, ii. elles présentent l'inclinaison alpha allant de - 20degre(s) à + 30degre(s) par rapport à l'angle géométrique d'hélice epsilon d'une racine de pale d'hélice, c'est-à-dire - 20degre(s) =< alpha - epsilon =< 30degre(s), et leur bord d'attaque est placé entre les racines 62 des pales d'hélice voisines, et iii. leur diamètre maximal est supérieur au diamètre de l'extrémité du moyeu côté montage du chapeau mais non supérieur à 33 % du diamètre de l'hélice. Par suite de la présence de ces ailettes 64 sur le chapeau de moyeu, l'écoulement d'eau en aval du chapeau de moyeu est guidé dans une direction qui réduit la génération du tourbillon de moyeu, et le rendement de l'hélice est augmenté. L'invention permet donc d'améliorer de façon simple les caractéristiques d'une hélice et en particulier son rendement.
Description
1'
CHAPEAU DE MOYEU D'HELICE PROPULSIVE AVEC AILETTES
La présente invention se rapporte i un chapeau de moyeu d'hélice propulsive et particulièrement à un chapeau de moyeu d'hélice
propulsive avec ailettes.
Pour améliorer les caractéristiques d'une hélice, en par- ticulier le rendement de l'hélice, des recherches extensives et intensives ont déjà été effectuées par les ingénieurs au point de vue de la conception technique,du nombre, de la forme, de la surface
développie,du pas,etc.,des pales et les résultats en ont été mainte-
nant matériellement portés à un degré presque maximal. Il est donc extremement difficile de s'attendre à d'autres améliorations futures importantes des caractéristiques de l'hélice à la suite de recherches
sur ces sujets.
D'un autre côté, on sait que le rendement d'une hélice propulsive est faible à proximité de son moyeu. Pour ce motif, on a déjà proposé plusieurs fois de prévoir une hélice de petit diamètre du côté de l'écoulement arrière de l'hélice principale de façon à pouvoir augmenter le rendement de l'hélice à proximité de son moyeu, par exemple dans les modèles d'utilité japonais publiés Nos. 30 195/81 et 139 500/82. Il semble toutefois que cette idée en fait ne soit pas assurée du succès, probablement pour le motif que la poussée n'augmente pas autant que le couple et qu'ainsi le
rendement de l'hélice n'est pas autant amélioré que ce que l'on espé-
rait.
Un but de la présente invention est par conséquent de pro-
poser une nouvelle technique qui permet d'améliorer les caractéristi-
ques de l'hélice, en particulier le rendement de l'hélice, dans une mesure très élevée, par addition à une hélice d'un chapeau de moyeu
avec ailettes.
Comme représenté sur le dessin joint de la figure 3 (tech-
nique de l'art antérieur), une hélice propulsive ordinaire 31 compor-
te une pluralité de pales 33 disposées à équidistance autour de la périphérie d'un moyeu 32 et elle est reliée par le moyeu 32 à un
2 6 1 9 3 5 2
arbre d'entraînement rotatif 34. Sur l'extrémité du moyeu 32 opposée à l'arbre d'entraînement 34, est monté un chapeau conique 35 de moyeu pour réduire autant que possible les tourbillons engendrés en aval du
moyeu 32.
Les présents inventeurs ont concentré leur attentionl sur le fait qu'un tourbillon de moyeu considérable 36 se produit même dans l'écoulement aval d'un tel chapeau de moyeu d'hélice et, dans
l'idée que l'hélice supplémentaire, de petit diamètre, de l'art anté-
rieur avait augmenté ce tourbillon de moyeu, ils ont fait des recher-
ches intensives en s'efforçant de trouver d'autres moyens pour rédui-
re ce tourbillon de moyeu. Ils ont finalement trouvé que l'addition à une hélice d'un chapeau de moyeu avec ailettes peut réduire ce tourbillon de moyeu et peut effectivement augmenter le rendement de l'hélice. Par conséquent la présente invention présente un chapeau à monter sur un moyeu de l'hélice propulsive; chapeau qui comporte des ailettes satisfaisant aux conditions suivantes:
(i) elles sont du même nombre pour chaque pale de l'hili-
ce, (ii) elles présentent l'inclinaison i allant de - 20 à + 30 par rapport à l'angle de pas géométrique & d'une racine de pale
d'hélice, c'est-à-dire que - 20 - É z 30", et leur bord d'atta-
que est placé entre les racines des pales d'hélice voisines, et {iii) leur diamètre maximal est supérieur au diamètre de l'extrémité du moyeu côté montage du chapeau mais non supérieur à
33 % du diamètre de l'hiice.
Les ailettes proposées selon la présente invention n'ont pas pour but de produire une poussée par elles-mêmes, mais de guider
26 1 9352
l'écoulement de l'eau en aval du chapeau de moyeu dans une direction
permettant de réduire la génération du tourbillon de moyeu.
Grace à un tel effet de guidage, le tourbillon de moyeu en aval du chapeau de moyeu se diffuse et par conséquent la force de traînée induite par le tourbillonsurun plan de pale d'hélice est réduite et il en résulte que les caractéristiques de l'hilice, et en
particulier son rendement, sont largement améliorées sans augmenta-
tion notable du couple.
Par conséquent, comme tendance générale, la présente invention donne un effet particulièrement élevé à une hélice d'un rapport de pas (H/D) assez élevé qui génère un tourbillon de moyeu
assez fort.
Comme montré dans les modes de réalisation dela présente inven-
tion ci-dessous, on peut prévoir que les ailettes présentent un angle de pente ou une courbure positive ou négative par rapport au chapeau
de moyeu.
La figure 1 est une vue avant d'une hélice sur laquelleestmonté un chapeau de moyeu d'hélice avec ailettes conformeà un mode de réalisation de
la présente invention,et la figure 2 est une vue latérale de la figure 1.
La figure 3 est une vue latérale semblable à la figure 2 mais montre une hélice et un chapeau de moyeu de la technique de
l'art antérieur, sans ailettes, ainsi que le tourbillon de moyeu pro-
duit en aval du chapeau de moyeu.
La figure 4 est une vue latérale, partiellement en coupe, d'un appareil de mesure des caractéristiques de l'hélice utilisé dans
les expériences.
La figure 5 est une vue en plan montrant la forme en plan des ailettes utilisées dans les expériences et la figure 6 est une vue latérale montrant les positions de montage des ailettes sur le
chapeau de moyeu de l'hélice.
La figure 7 représente les courbes caractéristiques de l'hélice obtenues dans l'expérience No 1 et les figures 8-10 donnent
les illustrations schématiques représentatives des positions relati-
ves des racines des pales de l'hélice et des ailettes dans les expé-
riences Nos 2-4 respectivement.
2 6 1 9352
La figure 11 est une vue latérale qui montre l'angle de pente des ailettes dans l'expérience No 5 et la figure 12 est une vue
en coupe selon la ligne A-A de la figure 11.
La figure 13 est une illustration schématique semblable aux figures 8-10 mais montrant les positions relatives des racines
des pales de l'hélice et des ailettes dans l'expérience No 6.
La figure 14 est une courbe montrant les résultats de
l'expérience No 7.
On va expliquer en détail certaines réalisations de la
présente invention en se référant aux dessins joints.
Les tests sont effectués dans un bassin d'eau, à l'aide de maquettes d'hélices présentant les caractéristiques indiquées dans le
tableau suivant 1. Le bassin d'eau est du type à écoulement circu-
laire et présente une partie pour observation de dimensions 5.0 m (longeur) x 2.0 m (largeur) x 1.0 m (profondeur). La vitesse maximale d'écoulement est 2.0 m/s et l'uniformité de la vitesse d'écoulement
est meilleure que 1.5 %.
TABLEAU 1
Type CP24 CP26 Diamètre (mm) 220.0 220.0 Rapport de pas 0.8 1.2 Rapport de surface de pale développée 0.55 0.55 Rapport de moyeu 0.18 0.18 Rapport d'épaisseur de pale 0.05 0.05 Forme de section transversale de pale MAU MAU Nombre de pales 4 4 La figure 4 représente partiellement en coupe une vue
latérale d'un appareil de mesure des caractéristiques de l'hélice.
Cet appareil est placé dans la partie pour observation dudit bassin d'eau, son embarcation ouverte à hélice 41 étant fixée à un support
rigide (non représenté) placé au-dessus du bassin d'eau. L'embarca-
tion 41 comporte un mécanisme d'entraînement 43 pour entraîner en rotation une hélice 42 que l'on peut fixer, de fagon amovible, à son
extrémité en pointe, ainsi qu'un détecteur de poussée 44 et un ditec-
26 1 9352
teur de couple 45.
Bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 4, la vi-
tesse de rotation de l'hélice est mesurée par un compteur numériqueTM-225 ( fabr:qué par Ono Measurement Instruments Company, Japon) et la vitesse d'écoulement est mesurée par une combinaison d'un tube de PITOT conforme aux normes japonaises JIS et d'un convertisseur de pression différentielle DLPU-0.02 (fabriqué par Toyo Boldwin Company, Japon). Les signaux analogiques de la poussée, du couple et de la vitesse d'écoulement représentés par la pression différentielle etc... sont convertis en signaux numériques par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique prévu dans un microprocesseur placé dans un contrôleur distinct et traités pour être transformés en données physiques qui sont alors imprimées par une imprimante ou
tracées par un traceur.
On mesure un coefficient de poussée (KT) et un coefficient de couple (XQ) sous différents coefficients d'avance (J) obtenus en changeant la vitesse d'écoulement tout en maintenant la
vitesse de rotation de l'hélice approximativement constante à l'inté-
rieur de la plage de 7.5-9.0 t.p.s. La profondeur dans l'eau de l'axe de l'hélice est 300 mm et la direction de l'écoulement de l'eau est
indiqué par une flèche sur la figure 4.
Comme chapeau de moyeu à monter sur les maquettes d'héli-
ce, on prépare un chapeau de forme conique ronde de diamètre à la base de 35 mm et de hauteur de 25.6 m. On peut monter le chapeau sur l'hélice par tout moyen connu et, dans ces expériences, on utilise
une fixation par vis et écrou.
Comme ailettes à monter sur le chapeau de moyeu, on prépa-
re celles qui présentent six formes triangulaires différentes (A)-(F) comme indiqué par la vue en plan de la figure 5, i partir de plaques plates d'une épaisseur de 1 mm, aux dimensions indiquées dans le
tableau 2 suivant.
2619352-
Tableau 2
Forme d'ailette Largeur Hauteur selon axe x selon axe y (A) 20 mm 20 mm (B) 26 mm 16.5 mm (C) 26 mm 21 mm (D) 26 mm 28.5 mm (E) 26 mm 34 mm (F) 26 mm 39.5 mm La figure 6 montre les positions relatives des ailettes et du chapeau de moyeu. Sur cette figure 6, une extrnémité arrière O d'une racine 62 d'une pale d'hélice 61 est placée sur l'axe 63 de
l'hélice comme point de référence. Dans cette description, on
appelle 'a' la distance, comptée sur la périphérie, entre l'extrémité avant d'une ailette 64 et le plan passant par le point de référence O et par l'axe d'hélice 63 (cette distance est positive dans le sens de la rotation de l'hélice représentée par une flèche). On appelle "b" la distance, mesurée sur la surface, entre l'extrémité avant d'une ailette 64 et la courbe périphérique passant par le point de référence O. On appelle i l'angle de l'ailette 64 par rapport au plan normal à l'axe de l'hélice. On appelle ú l'angle de pas géométrique
de la racine de la pale d'hélice 62.
Dans cette description, l'angle de pas géométrique ú
d'une racine de pale d'hélice est celui qui est basé sur une droite nezqueue de la racine de pale d'hélice. De façon plus précise, on considère comme surfaces théoriques deux surfaces cylindriques dont l'une a son axe sur l'axe de l'hélice et un rayon égal au rayon du
moyeu et dont l'autre est une surface de pale de l'hélice ou son pro-
longement. On développe sur un plan la surface cylindrique intercep-
tée par la courbe d'intersection entre ces deux surfaces, c'est-à-
dire une section cylindrique. Dans la vue développée, l'angle formé
2 6 1 9352
par la droite nez-queue de la section de pale définie par la section cylindrique développée et par la droite normale à une génératrice de la surface cylindrique correspond à l'angle E. L'ailette 64 est montée sur le chapeau de moyeu dans la direction perpendiculaire à la feuille de papier de la figure 6 lors- qu'il n'y a pas d'angle de pente. Dans ces expériences, on effectue le montage en découpant une rainure sur le chapeau de bossage, en y insérant la portion inférieure de l'ailette et en la fixant au moyen d'un adhésif, mais bien entendu il est possible et, dans les cas
réels, il est préférable de prévoir le chapeau de moyeu et les ailet-
tes solidaires formant un seul corps. Les lignes en tireté représen-
tées sur les portions inférieures des ailettes sur la figure 5 indi-
quent les courbes d'intersection entre la surface de l'ailette et la
surface du chapeau de moyeu après montage de celle-la sur celui-ci.
Expérience 1 On a effectué des tests dans le bassin d'eau en utilisant l'hélice du type CP26 ( ú = 67.4 ) et les ailettes de la figure 5 (C). Les ailettes au nombre total de 4, une pour chaque pale d'hélice sont montées sur le chapeau de moyeu auxpositions définies par a- 10rm, b = 5 rm: et a = 66 . Dans cet exemple, le diamètre maximal des
ailettes, c'est-à-dire, le double de la distance (2r) entre l'extré-
mité radialement la plus éloignée d'une ailette (à partir de l'axe de l'hélice) et l'axe de l'hélice (après montage des ailettes sur le
chapeau de moyeu) et le diamètre de l'hélice (2R) sont dans le rap-
port r/R = 0.23. La figure 1 représente une vue avant de l'hélice 1 ainsi composée, moyeu 2, pales d'hélice 3, arbre 4, chapeau de moyeu et ailettes 6; et la figure 2 en représente une vue latérale. A
titre de comparaison, on a également effectuer des tests correspon-
dant aux cas sans ailettes. On a mesuré le coefficient de poussée (KT) et le coefficient de couple <KQ) sous différents coefficients d'avance par tour (J) de 0.0-1.1 et on a calculé le rendement de
l'hélice (ô = J.KT/2 w KQ). Puis on a calculé en pourcentage le rap-
port d'augmentation (dl) du rendement de l'hélice en passant des cas sans ailettes aux cas avec ailettes. Les tableaux 3 et 4 suivants
indiquenr les résultats.
0899-0 SIú'0 6811-0 00T'I ZZ
6ú99'0 899ú'0 8Lú1-0 OSO' I IZ
LDS9'0 L18ú-0 OLSI-O 000-1 OZ
úcI9'0 6ST1'O D9LI'O 056'0 61 DDZg'0 D6Dl,0 656T'0 006-0 ai
9709'0 OZ80'0 S5IZ'0 058' 0 LI
OZ8S'0 8úIS'0 6>úZ'0 008-0 91
ILSS'O SPIS'O IiSZ-O OSL'O Si 66ZS'0 EPLS'O IELZ-O OOL'O l1
LOOS'O 1ú09-0 616Z-0 09'0 E1
569>'0 60ú9'0 Z01ú'0 009'0 Zl
ó9úE'0 8LS9'0 1SZú'O OSS-O TI
61O0'0 6ú89'0 PS E*O OOS' O 01
LS9ú9'0 60L'0 EZ9Eú0 OS-'O 6
Z8Zú'O ZPúL'O 5SLE'-0 00'0 8
ú68Z-0 98SL-'0 06ú'0 OSE'0 L
E6tZ'0 6Z8L'O 880>'0 00ú'0 9
58OZ'O IL08'O OEZV'O OSZ'O S
OL91'0 91ú8'0 ú9úP0 OOZ'O 0 D
ISZI'O 5958'0 68"0'0 OST-O ú
1ú80'0 úZ88'0 909D'0 001'0 Z
úCIO'O Z606'0 SI 'L0 OSO'O I
0000'0 9Lú6-0 918'O 000-0 0
0I X Ox lx r - oN (sajjale sues se") E neaqe 6 l 9 Z
6Z'S E50L'0 6Z'0 BZ'L8 O 001'1 ZZ
8E'L B9T9'O EOEE'0 LiIT'0 00S'I IZ
'8 EZIL0 ZS9E'0 PE9I'O OO0'1 OZ
LO'8 9L69'0 P66ú'0 úD8T'0 056'0 61
99-L Z9L9'0 8ZúE'0 DOZ 'O 006'0 81
LO'L 90S9'0 SS99'0 6úZZ'0 058'0 LT
ZP'9 OZZ9'O0 L6D'O Oú%Z'0 008'0 9T
8L'S ú165-0 v8ZSO L19Z'O OSL'O Si TZ'S 0655-0 s5ss'O ú08'0 OOL'O DT
EL'D SSZS-O 6L85'0 986Z-0 OS9-0 ET
SE:' 606-'0 P919'0 899ú'0 009'0 ZT
'D ZSS 'O T1t9'0 6>Eú'0 OSS' O Tl 56'ú gt81'0 OIL9' 0 SOOS'O 009'0 O 1 06'ú 908ú'0 úL69'0 SOLúE'0 Ost'O 6
96'E LúPE'0 6ZZL'O 088ú'0 00>'0 8
't 910ú'0 6L'LO OSOD'O OO050 L 6Z' SO9Z-0 tZLL'O SUP'O OOE'O 9 S'e b8IZ'0 596L'0 CLEP'O OSZ'O S T8' SSLI'O OZ8'O0 ZSt'O OOZ'O >
'S 8TúI10 0998'0 099D '0 OST'O
SE'S 8L80'0 LL98'-0 9LD'O OO-'O Z
SS'S LEúO'O II68'0 P69' O I
0000'0 >ST6'0 g6b'O 000'0 0 (%) p -( OT x Ox lm ú -o (sellaie DABe seo) 1 neIqe 6 - ZS 69
2 6 1 9352
La figure 7 illustre les résultats des tableaux 3 et 4 en donnant le coefficient d'avance (J) en abscisse et le coefficient de
poussée (KT), le coefficient de couple multiplié par 10 -------------
(KQ x 10) et le rendement de l'hélice (9) en ordonnée. Sur cette figure 7, les courbes T2, Q2 et P2 représentent XT, KQ x 10 et 9 du tableau 3 et les courbes T3, Q3 et P3 représentent KT, KQ x 10 et? du tableau 4. A partir de cette figure 7 et du tableau 4, on comprend que le rendement de l'hélice augmente d'environ 4 à 8 % sur la plage
totale J = 0.05-1.10 et en particulier de 7.66 * pour la valeur habi-
tuelle employée J - 0.9.
En outre, dans ces tests, on place manuellement dans l'eau un tube fin depuis le dessus du bassin d'eau jusque très près de l'extrémité arrière du chapeau de moyeu pour envoyer des bulles d'air. On a trouvé que dans les cas sans ailettes, un grand nombre de bulles d'air s'alignent le long de l'axe de l'hélice, tandis que dans
les cas avec ailettes, les bulles d'air se diffusent pour disparai-
tre. On considère donc que le tourbillon de moyeu est largement
réduit grace aux ailettes.
Expérience 2 On a effectué des tests semblables à ceux indiqués dans l'Expérience 1, mais avec des positions différentes d'ailettes,
c'est-à-dire avec des valeurs différentes pour a, b et ( À Le ta-
bleau 5 suivant indique le rapport d'augmentation du rendement de l'hélice obtenu avec le coefficient d'avance par tour habituellement
employé (J) - 0.9.
Tableau 5
No. a b _ r/R
('mm) (mmn) ( ) ( ).
1 10 0 64 -3.4 0.25 5.49
2 15 0 61 -6.4 0.25 7.32
3* 10 5 66 -1.4 0.23 7.66
3 4 14 5 59 -8.4 0.23 6.39
2 2619352
t1 *... provenant des données de l'Expérience 1 Les positions relatives des ailettes et des racines des pales de l'hélice sont représentées sur la figure 8 o l'extrémité arrière O de l'une des racines des pales de l'hélice représentée sur la figure 6 est placée la ligne de base X et o la position des pales est représentée sous forme d'un segment de droite partant de la ligne de base X sous un angle et ayant une longueur qui correspond àlalongueurde la droite nez-queue de la racine de pale d'hélice. Une autre racine
de pale d'hélice voisine de celle mentionnée est également représen-
tée de façon semblable mais à une certaine distance, comptée sur la périphérie, entre leurs extrémités arrière prises dans la direction de la ligne de base X. Les positions des ailettes sont indiquées en prenant 'a' de la figure 6 dans la direction de la ligne de base X et wb' de la figure 6 dans la direction de la ligne de base Y qui passe par le point de référence O normalement à la ligne de base X. Les rongeurs des segments représentatifs des ailettes correspondent aux longeurs des courbes d'intersection entre les ailettes et le chapeau de moyeu conmme représenté sur la figure 5 par des lignes en tireté. A partir du tableau 5 et de la figure 8, on comprend que l'on peut obtenir une amélioration considérable du rendement de l'hélice si les extrémités avant des ailettes sont placées entre les racines des pales de l'hélice voisines, c'est-à-dire à l'intérieur d'un espace situé entre les prolongements des droites nez-queue des racines des
pales de l'hélice voisines.
Expérience 3
On a effectué des tests semblables à ceux de l'Expérien-
ce 1, mais en ne changeant que l'angle i. Le tableau 6 suivant donne
le rapport d'augmentation du rendement de l'hélice obtenu au coeffi-
cient d'avance (J) = 0.9.
12 26 1 9 35 2.
Tableau 6
No. i (,) d-) r/R (%)
1 45 -22.4 0.24 0.34
2 50 -17.4 0.235 3.46
3* 66 - 1.4 0.23 7.66
4 85 17.6 0.22 3.80
5 90 22.6 0.22 2.19
6 95 27.6 0.22 2.38
7 100 32.6 0.22 0.77
8 105 37.6 0.22 0.47
Provenant des données de l'expérience 1 Les résultats du tableau 6 sont indiqués sur la figure 9 conmme pour l'expérience 2. A partir du tableau 6 et de la figure 9, on comprend que l'on peut obtenir une amélioration considérable du
rendement de l'hélice à l'intérieur de le plage - 20 4 d- ú ( 30 .
Expérience 4
On a effectué des tests semblables à ceux de l'expérien-
ce 2, mais en utilisant l'hélice du type CP24 ( = 57.4 ) et les ailettes des figures 5 (A) et 5 (C). Le tableau 7 suivant donne le rapport d'augmentation du rendement de l'hélice obtenu au coefficient
d'avance (J) = 0.6 habituellement utilisé pour ce type d'hélice.
Tableau 7
No. a b A k- r/R Forme de (mrm) (mm) (') l'ailette
1 0 5 80 22.6 0.21 (A) 2.03
2 10 17 63 5.6 0.18 (A) 3.02
3 5 12 63 5.6 0.20 (A) 2.06
4 5 9.5 63 5.6 0.21 (A) 2.32
5 7 63 5.6 0.215 (A) 2.84
6 10 7 63 5.6 0.23 (C) 3.93
7 10 7 57 -0.4 0.22 (C) 2.32
8 6 7 63 5.6 0.22 (C) 2.57
9 4 5 35 -22.4 0.235 (C) -0.09
4 5 90 32.6 0.22 (C) -0.19
Les résultats du tableau 7 sont indiqués sur la figure 10 comme pour l'Expérience 2. On comprend qu'il n'y a pas de différences
importantes entre les formes d'ailettes (A) et (C) et que les posi-
tions des ailettes doivent satisfaire aux conditions que l'extrémité avant de l'ailette est située entre les racines de pales d'hélice voisines et que l'inclinaison de l'ailette doit se tenir sur la plage
de - 20 C - ú ' 30 conmme dans le cas de la dite figure 9.
Expérience 5 On a répété le test de l'Expérience 4, No 6 en ajoutant aux ailettes des angles de pente de * 30 . Les angles de pente sont mesurés dans le sens de la rotation de l'hélice, à partir de la
direction perpendiculaire à la feuille de la figure 6.
Le tableau 8 indique les résultats.
Tableau 8
No. a b i r/R Angle de J (Mn-) (mm) () () penta) (%
6F 10 7 63 5.6 0.21 +30 1.46
6M* 10 7 63 5.6 0.23 0 3.93
6B 10 7 63 5.6 0.21 -30 4.47
*... Provenant des données de l'Expérience 4.
A partir du tableau 8, on comprend qu'il y a une tendance à améliorer encore d7 lorsque l'on ajoute aux ailettes un angle de
pente opposé au sens de rotation de l'hélice. Les positions de monta-
ge des ailettes sont indiquées sur la figure 11 par une vue latérale semblable à la figure 6 et sur la figure 12 qui est une coupe selon
la ligne A-A de la figure 11.
Expérience 6 On a répété des tests de l'Expérience 4 No 7, mais en modifiant le nombre et les positions des ailettes. Les résultats sont
indiqués dans le tableau 9 suivant.
Tableau 9
No. a b i i.- r/R Nombre (mm) (m>m) (I) (') d'ailettes (%)
7-N2 10** 7 57 -0.4 0.22 2 -0.12
7-N3 10** 7 57 -0.4 0.22 3 0.49
7-N4* 10 7 57 -0.4 0.22 4 2.32
7-N5 10** 7 57 -0.4 0.22 5 -1.12
*... Provenant des données de l'Expérience 4.
* *... Valeur d'une ailette spécifique, les valeurs des
autres ailettes correspondent aux positions détermi-
nées par le quotient de la division de 360* par le
nombre d'ailettes.
Les positions relatives des racines de pales d'hélice et des ailettes sont indiquées sur la figure 13 au moyen du plan X-Y comme sur les figures 8-10. Par rapport aux quatre racines de pales d'hélice B1-B4, les ailettes sont situées, dans le cas de deux ailettes, aux positions 1/F et 2/2; dans le cas de trois ailettes, aux positions l/F, 2/3 et 3/3; dans le cas de quatre ailettes, aux positions 1/F, 2/4, 3/4 et 4/4; et dans le cas de cinq ailettes, aux
positions l/F, 2/5, 3/5, 4/5 et 5/5, comme indiqué sur la figure 13.
A partir de là, on peut voir que, dans le cas de deux ailettes, il n'y a pas d'ailette située entre les racines de pale d'hélice B2 et B3 ni entre B4 et B1; dans le cas de trois ailettes, entre B3 et
26 1 9352
B4. De -,is, il y a deux ailettes entre B3 et B4 dans le cas de cinq ailettes. Par conséquent, les ailettes ne sont pas régulièrement
positionnées dans les cas de deux, trois et cinq ailettes.
A partir du tableau 9, on comprend que le nombre d'ailet-
tes doit être le même pour chaque espace situé entre les racines de
pales d'hélice voisines.
Expérience 7
On a effectué des tests semblables à ceux de l'Expirien-
ce 1, mais en utilisant différentes ailettes des figures 5(B)-5(F) de même largeur mais de hauteur différente. Au total on a monté quatre
ailettes de même forme, une pour chaque pale d'hélice, dans les posi-
tions déterminées par a = 10 mm, b = 5 mm et i = 660. Le tableau 10 suivant indique le rapport d'augmentation du rendement de l'hélice au
coefficient d'avance (J) = 0.9.
Tableau 10 No. a b r/R Forme de (mm) (mmr) (t) () l'ailette ()
1 10 5 66 -1.4 0.2 (B) 4.12
2* 10 5 66 -1.4 0.23 (C) 7.66
3 10 5 66 -1.4 0.3 (D) 6.08
4 10 5 66 -1.4 0.35 (E) 0.87
10 5 66 -1.4 0.4 (F) -0.50
*... Provenant des données de l'Expérience 1.
Les résultats du tableau 10 sont illustrés sur la figu-
re 14, en portant r/R en abscisse et d: en ordonnée.
Au vu du fait que le rapport de moyeu de l'hélice du type CP26 est 0.18, on comprend que le diamètre maximal des ailettes doit être supérieur au diamètre de l'extrémité du moyeu, côté montage du chapeau, mais non supérieur à 33 % du diamètre de l'hélice, pour
obtenir une amélioration considérable du rendement de l'hélice.
26 1 9352
Expérience 8 On a effectué des tests semblables à ceux de l'expérience 1, mais en utilisant des ailettes des figures 5(C) cintrées selon un arc de rayon 50 mm. On a utilisé deux types d'ailettes, les unes cintrées selon un arc convexe dans le sens de la rotation de l'hélice (= C-out) et les autres selon un arc concave dans le sens de la rotation de l'hélice (= Cin). Au total, on a monté quatre ailettes de même forme, une pour chaque pale d'hélice, dans des positions
déterminées par a - 10 mm, b = 5 mm et i = 66" (= angle de la direc-
tion de la corde de l'arc). Le tableau 11 suivant indique le rapport d'augmentation du rendement de l'hélice au coefficient d'avance
(J) = 0.9.
Tableau 11
No. a b - r/R Forme de (mm) (Mnu) (J) (y) l'ailette (%) 1 10 5 66 -1.4 0. 23 C-out 6.46
2* 10 5 66 -1.4 0.23 C 7.66
3 10 5 66 -1.4 0.23 C-in 6.94
*... provenant des données de l'expérience 1.
A partir des données ci-dessus, on comprend que la forme
des ailettes n'est pas limitée à un plan et peut présenter une cour-
bure positive ou négative.
Comme expliqué en détail ci-dessus, il est possible d'amé-
liorer les caractéristiques de l'hélice, en particulier le rendement de l'hélice, sans augmenter le couple, par l'effet du guidage de l'écoulement de l'eau en aval du chapeau de moyeu dans une direction qui réduit la génération du tourbillon de moyeu, en prévoyant des ailettes sur un chapeau de moyeu à monter sur une hélice propulsive
conforme à la présente invention.
Selon cette invention, on obtient d'autres avantages, par exemple on peut largement améliorer les caractéristiques de l'hélice simplemer.t par une légère modification d'un chapeau de moyeu qui est une pièce plutôt petite et sans apporter à l'hélice elle-même, à laquelle on fixe le chapeau de moyeu, de modifications importantes qui nécessiteraient des travaux difficiles et un coût élevé. En pratique, la présente invention peut s'appliquer aux hélices propulsives déjà montées sur des navires existants, simplement en échangeant ou en
usinant le chapeau de moyeu sans exposer des coûts élevés.
18 e2619352
Claims (1)
1) Chapeau à monter sur un moyeu d'hélice propulsive,
chapeau qui comporte des ailettes satisfaisant aux conditions suivan-
tes: (i) elles sont du même nombre pour chaque pale de l'héli- ce, (ii) elles présentent l'inclinaison O allant de - 20 à + 30 par rapport à l'angle géométrique d'hélice ú d'une racine de
pale d'hélice, c'est-à-dire - 20e d - 30 , et leur bord d'atta-
que est placé entre les racines des pales d'hélice voisines, et (iii) leur diamètre maximal est supérieur au diamètre de l'extrémité du moyeu côté montage du chapeau mais non supérieur à
33 % du diamètre de l'hélice.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18157786 | 1986-07-31 | ||
| JP18889886 | 1986-08-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2619352A1 true FR2619352A1 (fr) | 1989-02-17 |
Family
ID=26500707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8711462A Withdrawn FR2619352A1 (fr) | 1986-07-31 | 1987-08-12 | Chapeau de moyeu d'helice propulsive avec ailettes |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0255136A1 (fr) |
| AU (1) | AU593670B2 (fr) |
| CA (1) | CA1289821C (fr) |
| FR (1) | FR2619352A1 (fr) |
| GB (1) | GB2194295B (fr) |
| HK (1) | HK85092A (fr) |
| SG (1) | SG60592G (fr) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0255136A1 (fr) * | 1986-07-31 | 1988-02-03 | Mitsui O.S.K. Lines, Ltd. | Moyeu d'hélice à ailerons |
| JP2947357B2 (ja) * | 1989-08-18 | 1999-09-13 | 日産自動車株式会社 | 高速艇のプロペラ構造 |
| US5096383A (en) * | 1989-11-02 | 1992-03-17 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Propeller blades |
| EP0758606A1 (fr) * | 1995-08-16 | 1997-02-19 | Schottel-Werft Josef Becker GmbH & Co KG. | Chapeau de moyeu pour hélices de bateau |
| DE10152977C1 (de) | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Howaldtswerke Deutsche Werft | Vorrichtung zur Entgegenwirkung von im Nabenbereich von Propellern und/oder Propellerantrieben im umgebenden Fluid erzeugten Strömungswirbeln |
| FI115210B (fi) | 2002-12-20 | 2005-03-31 | Abb Oy | Laite propulsiojärjestelmässä |
| RU2584038C2 (ru) * | 2010-07-12 | 2016-05-20 | Роллс-Ройс Актиеболаг | Морское судно, предназначенное для работы в льдистых водах |
| DE102011055515A1 (de) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Becker Marine Systems Gmbh & Co. Kg | Propelleranordnung, insbesondere für Wasserfahrzeuge |
| CN103115021B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-03-04 | 华中科技大学 | 一种叶轮装置 |
| SG10201810020RA (en) * | 2014-05-28 | 2018-12-28 | Korea Inst Ocean Sci & Tech | Combined propeller cap for reducing rotating flow and hub vortex and enhancing propulsive efficiency |
| JP6812057B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-01-13 | ナカシマプロペラ株式会社 | 船舶用推進装置及びそれを備えた船舶 |
| US11713101B2 (en) | 2020-12-04 | 2023-08-01 | Jeffrey L. HATHAWAY | Propeller hubcap |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE606119C (de) * | 1933-11-12 | 1934-11-24 | Nicholas Wladimir Akimoff | Einrichtung zur Erhoehung des Wirkungsgrades eines Schraubenpropellers |
| US3606579A (en) * | 1969-01-22 | 1971-09-20 | Henry Mehus | Propeller |
| DE3037369A1 (de) * | 1980-09-01 | 1982-03-11 | Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg | Schiffspropeller |
| EP0255136A1 (fr) * | 1986-07-31 | 1988-02-03 | Mitsui O.S.K. Lines, Ltd. | Moyeu d'hélice à ailerons |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB652441A (en) * | 1948-05-19 | 1951-04-25 | Edward Shellberg | Air deflectors for airplane propellers |
| GB752765A (en) * | 1953-09-17 | 1956-07-11 | United Aircraft Corp | Improvements in or relating to a spinner construction for an aeronautical propeller |
| US2755868A (en) * | 1953-09-17 | 1956-07-24 | United Aircraft Corp | Spinner construction for an aeronautical propeller |
| BE789482A (fr) * | 1971-10-04 | 1973-01-15 | Gen Electric | Construction d'ogive degivrante pour turbomachine |
-
1987
- 1987-07-30 EP EP87111052A patent/EP0255136A1/fr not_active Withdrawn
- 1987-07-30 CA CA 543348 patent/CA1289821C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-30 AU AU76301/87A patent/AU593670B2/en not_active Expired
- 1987-07-31 GB GB8718165A patent/GB2194295B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-12 FR FR8711462A patent/FR2619352A1/fr not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-06-08 SG SG60592A patent/SG60592G/en unknown
- 1992-11-05 HK HK85092A patent/HK85092A/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE606119C (de) * | 1933-11-12 | 1934-11-24 | Nicholas Wladimir Akimoff | Einrichtung zur Erhoehung des Wirkungsgrades eines Schraubenpropellers |
| US3606579A (en) * | 1969-01-22 | 1971-09-20 | Henry Mehus | Propeller |
| DE3037369A1 (de) * | 1980-09-01 | 1982-03-11 | Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg | Schiffspropeller |
| EP0255136A1 (fr) * | 1986-07-31 | 1988-02-03 | Mitsui O.S.K. Lines, Ltd. | Moyeu d'hélice à ailerons |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7630187A (en) | 1988-02-04 |
| AU593670B2 (en) | 1990-02-15 |
| SG60592G (en) | 1992-09-04 |
| EP0255136A1 (fr) | 1988-02-03 |
| GB2194295A (en) | 1988-03-02 |
| GB2194295B (en) | 1991-03-20 |
| CA1289821C (fr) | 1991-10-01 |
| GB8718165D0 (en) | 1987-09-09 |
| HK85092A (en) | 1992-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1755942B1 (fr) | Ensemble de propulsion pour navire, comprenant une nacelle destinee a une installation sous la carene du navire | |
| FR2619352A1 (fr) | Chapeau de moyeu d'helice propulsive avec ailettes | |
| KR101554522B1 (ko) | 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박 | |
| EP0048649B1 (fr) | Profil de pale pour voilure tournante d'aéronef | |
| RU2385255C2 (ru) | Бесшумный винт | |
| EP0068002B1 (fr) | Etage de turbine | |
| CA2345334A1 (fr) | Structure portante a tourbillon marginal reduit | |
| FR2666786A1 (fr) | Fuselages perfectionnes d'aeronefs et de missiles. | |
| CA2719144C (fr) | Pale pour appareil de generation d'energie, a partir d'un fluide, et appareil comprenant un rotor faisant application de telles pales | |
| EP0298861B1 (fr) | Pale falciforme pour hélice et son application notamment aux motoventilateurs pour automobiles | |
| FR2507149A1 (fr) | Extremite de pale pour voilure tournante d'aeronef et voilure tournante pourvue de telles extremites de pale | |
| FR2514718A1 (fr) | Coque pour voilier de plaisance du type catamaran | |
| EP0265335B1 (fr) | Perfectionnements apportés aux hélices aériennes notamment pour propulseurs d'aéronef | |
| FR2589423A1 (fr) | Helice de propulsion fonctionnant dans un milieu liquide | |
| EP2802768B1 (fr) | Pale d'hydrolienne et hydrolienne comprenant au moins une telle pale. | |
| CH169792A (fr) | Rotor à hélice. | |
| FR2654779A1 (fr) | Roue de pompe. | |
| FR2560851A1 (fr) | Helice pourvue de pales disposees de facon planetaire autour de son axe de rotation sur une orbite ayant un rayon identique ou different, et dans un plan transversal identique ou different | |
| FR2462577A1 (fr) | Turbine hydraulique a quatre aubes, du type axial, ayant un distributeur sans aubages et avec injecteurs, plus particulierement destinee a l'outillage pour travaux sous-marins | |
| FR3137136A1 (fr) | Pale d'éolienne ayant une forme d'extrémité optimisée | |
| BE358772A (fr) | ||
| JP2668196B2 (ja) | 整流用固定翼付き舶用プロペラ | |
| FR2773380A1 (fr) | Pale de forme tubulaire qui est realisee a partir d'un cylindre | |
| FR2801937A1 (fr) | Eolienne a axe de rotation vertical | |
| BE698127A (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |