WO2003091100A1 - Propeller with interactive blades - Google Patents
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- WO2003091100A1 WO2003091100A1 PCT/FR2003/000674 FR0300674W WO03091100A1 WO 2003091100 A1 WO2003091100 A1 WO 2003091100A1 FR 0300674 W FR0300674 W FR 0300674W WO 03091100 A1 WO03091100 A1 WO 03091100A1
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Definitions
- the propeller with interactive blades improves the current technique of propellers.
- propellers Like current propellers, it works in a gaseous or liquid fluid (air, water, or other fluids), it moves or lifts the mobile device carrying the propeller (plane, helicopter, gyroplane, airboat, boat, etc.), or it moves the fluid in a fixed machine eng (nozzle, turbine, dryer, fan, hydrojet, etc.).
- the propeller with interactive blades is balanced around its axis of rotation: the following description considers this balancing around the axis of rotation to be acquired.
- the propeller with interactive blades can be two-bladed, three-bladed, four-bladed, etc.
- a propeller is made up of blades which rotate around an axis in a single plane perpendicular to this axis. Each blade individually mixes the fluid without any interaction between the blades: the work of one only strengthens the work of the other by simple addition.
- the propeller with interactive blades enhances the action of the blades by making them interact in pairs through the fluid where they work.
- the propeller with interactive blades consists of doubling each blade, as shown diagrammatically on lesy.g-.re- 1 and 2.
- Each blade now consists of two blades (a "front blade” and a “rear blade” which are designated respectively by 1 and 2 in Figures 1 and 2). These blades rotate integrally, around a same axis, at the same speed and in the same direction 2.0 on two parallel but distinct planes of rotation, the lower surface of the "front blade” facing the upper surface of the "blade rear ", as shown in section in Figure 2.
- FIG. 2 is the section AA of FIG. 1.
- FIG. 2 shows in 3 the leading edge of the front blade, in 4 the leading edge of the rear blade, in 5 the upper surface of the front blade, in 6 the upper surface of the rear blade, in 7 the lower surface of the front blade, in 8 the lower surface of the rear blade, in 9 the trailing edge of the front blade, in 10 the trailing edge of the blade back.
- the blade 2 gains lift because at the outlet of the Venturi the fluid tends to resume its initial direction of flow perpendicular to the axis of rotation but does so after being accelerated by the Venturi effect.
- variable pitch for one or both of the interactive blades; the variable spacing between the interactive blades; the tripling of the blades (or even more than a tripling), that is to say that each blade is made up of three (or even more) interactive blades as indicated in ⁇ 5 Figure 4: between the "front blade” 1 and the “rear blade” 4, one (or even two or more) is interposed “intermediate blade (s)” 2 and 3; fixing the interactive blades together at one or more places of their length, or at their ends; this is shown diagrammatically in FIG.
- the open passage between the lower surface 7 of the “front blade” 1 and the upper surface 6 of the “rear blade” 2 takes the form 3 ⁇ of a tunnel or a slot (or several) whose inlet 11 is wider than outlet 12; the blade is only partially divided into two interactive blades: it conforms to the prior art over part of its length and conforms to the present invention over another part of its length.
- the usefulness of the propeller with interactive blades is mainly to give the same lift or propulsive force for a lower speed of rotation, or even to give a better lift or propellant force for the same speed of rotation.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
The invention concerns a propeller with interactive blades which brings an improvement to prior art propellers. In prior art, each blade braces individually the fluid (air, water, or other fluids) without any interaction between the blades: the work of one blade only reinforces the work of another by simple addition. The propeller with interactive blades reinforces the action of the blades by causing them to interact in pairs via the fluid wherein they operate. The propeller with interactive blades consists in doubling each blade. Each blade now consists of two blades (a rear blade and a front blade, called interactive blades). Said blades rotate integrally about a common axis, at the same speed and in the same direction on two parallel but separate rotational planes, the lower surface of the front blade (AV) facing the upper surface of the rear blade (AR).
Description
Hélice à pales interactives Propeller with interactive blades
DescriptionDescription
L'hélice à pales interactives améliore la technique actuelle des hélices.The propeller with interactive blades improves the current technique of propellers.
Comme les hélices actuelles, elle travaille dans un fluide gazeux ou liquide (air, eau, ou autres fluides), elle déplace ou lève l'engin mobile porteur de l'hélice (avion, hélicoptère, autogire, hydroglisseur, bateau, etc), ou elle déplace le fluide dans un engin fixe ζ (tuyère, turbine, séchoir, ventilateur, hydrojet, etc).Like current propellers, it works in a gaseous or liquid fluid (air, water, or other fluids), it moves or lifts the mobile device carrying the propeller (plane, helicopter, gyroplane, airboat, boat, etc.), or it moves the fluid in a fixed machine eng (nozzle, turbine, dryer, fan, hydrojet, etc.).
Il est entendu que, comme les hélices actuelles, l'hélice à pales interactives est équilibrée autour de son axe de rotation : la description suivante considère acquis cet équilibrage autour de l'axe de rotation. De plus, comme les hélices actuelles, l'hélice à pales interactives peut être bipale, tripale, quadripale, etc.It is understood that, like current propellers, the propeller with interactive blades is balanced around its axis of rotation: the following description considers this balancing around the axis of rotation to be acquired. In addition, like current propellers, the propeller with interactive blades can be two-bladed, three-bladed, four-bladed, etc.
* Q En l'état actuel de la technique, une hélice est constituée de pales qui tournent autour d'un axe dans un seul plan perpendiculaire à cet axe. Chaque pale brasse individuellement le fluide sans qu'il y ait interaction des pales : le travail de l'une ne renforce le travail de l'autre que par simple addition. L'hélice à pales interactives renforce l'action des pales en les faisant interagir deux à deux par l'intermédiaire du fluide où elles travaillent.* Q In the current state of the art, a propeller is made up of blades which rotate around an axis in a single plane perpendicular to this axis. Each blade individually mixes the fluid without any interaction between the blades: the work of one only strengthens the work of the other by simple addition. The propeller with interactive blades enhances the action of the blades by making them interact in pairs through the fluid where they work.
L'hélice à pales interactives consiste à doubler chaque pale, comme schématisé sur lesy.g-.re- 1 et 2. Chaque pale est maintenant constituée de deux pales (une « pale avant » et une « pale arrière » qui sont désignées respectivement par 1 et 2 sur les figures 1 et 2). Ces pales tournent solidairement, autour d'un même axe, à la même vitesse et dans le même sens 2.0 sur deux plans de rotation parallèles mais distincts, l'intrados de la « pale avant » faisant face à l'extrados de la « pale arrière » , comme indiqué en coupe sur la figure 2.
La figure 2 est la section A-A de la figure 1. La figure 2 montre en 3 le bord d'attaque de la pale avant, en 4 le bord d'attaque de la pale arrière, en 5 l'extrados de la pale avant, en 6 l'extrados de la pale arrière, en 7 l'intrados de la pale avant, en 8 l'intrados de la pale arrière, en 9 le bord de fuite de la pale avant, en 10 le bord de fuite de la pale arrière.The propeller with interactive blades consists of doubling each blade, as shown diagrammatically on lesy.g-.re- 1 and 2. Each blade now consists of two blades (a "front blade" and a "rear blade" which are designated respectively by 1 and 2 in Figures 1 and 2). These blades rotate integrally, around a same axis, at the same speed and in the same direction 2.0 on two parallel but distinct planes of rotation, the lower surface of the "front blade" facing the upper surface of the "blade rear ", as shown in section in Figure 2. FIG. 2 is the section AA of FIG. 1. FIG. 2 shows in 3 the leading edge of the front blade, in 4 the leading edge of the rear blade, in 5 the upper surface of the front blade, in 6 the upper surface of the rear blade, in 7 the lower surface of the front blade, in 8 the lower surface of the rear blade, in 9 the trailing edge of the front blade, in 10 the trailing edge of the blade back.
_î La « pale avant » 1 et la « pale arrière » 2 interagissent par l'entremise du fluide où elles travaillent._î The "front blade" 1 and the "rear blade" 2 interact through the fluid in which they work.
Ces pales interactives renforcent mutuellement leur action, parce que :These interactive blades reinforce each other's action, because:
A- le bord d'attaque 4 de la « pale arrière » 2 dévie une partie du fluide vers l'intrados 7 de la « pale avant » 1 , où la pression se trouve ainsi plus forte que sur l'intrados 40 d'une pale isolée en l'état actuel de la technique ;A- the leading edge 4 of the “rear blade” 2 deflects part of the fluid towards the lower surface 7 of the “front blade” 1, where the pressure is thus stronger than on the lower surface 40 of a blade isolated in the current state of the art;
B- devant l'extrados 6 de la « pale arrière » 2 , le fluide est canalisé par l'intrados 7 de la « pale avant » 1 : la dépression sur l'extrados 6 est ainsi maintenue et, par conséquent, le décrochage apparaît à vitesse plus lente ou à incidence plus grande que sur une pale isolée actuelle.B- in front of the upper surface 6 of the “rear blade” 2, the fluid is channeled through the lower surface 7 of the “front blade” 1: the vacuum on the upper surface 6 is thus maintained and, consequently, the stall appears at a slower speed or at a higher incidence than on a current isolated blade.
A Mais surtout, l'on peut positionner les pales pour que le passage entre elles soit moins large à la sortie qu'à l'entrée, c'est-à-dire que les parois du passage constitué par l'extrados 6 et l'intrados 7 se resserrent progressivement de l'entrée vers la sortie. Ceci crée un effet Venturi. L'une ou l'autre des trois façons suivantes, qui donnent le même résultat dans les trois cas, sont utilisables pour obtenir l'effet Venturi : 2.0 a) la « pale avant » 1 est positionnée pour attaquer le fluide sous un angle d'incidence supérieur à celui de la « pale arrière » 2 ; b) la distance qui sépare le bord d'attaque 3 de la « pale avant » 1 et le bord d'attaque 4 de la « pale arrière » 2 est, par construction, supérieure à la distance qui sépare le bord de fuite 9 de la « pale avant » 1 et le bord de fuite 10 de laA But above all, we can position the blades so that the passage between them is narrower at the outlet than at the entrance, that is to say that the walls of the passage formed by the upper surface 6 and l intrados 7 gradually tightens from the inlet to the outlet. This creates a Venturi effect. Either of the following three ways, which give the same result in all three cases, can be used to obtain the Venturi effect: 2.0 a) the “front blade” 1 is positioned to attack the fluid at an angle d 'incidence higher than that of the "rear blade" 2; b) the distance which separates the leading edge 3 from the "front blade" 1 and the leading edge 4 from the "rear blade" 2 is, by construction, greater than the distance which separates the trailing edge 9 from the “front blade” 1 and the trailing edge 10 of the
15 « Pale arrière » 2 ; c) l'intervalle où passe le fluide entre la « pale avant » 1 et la « pale arrière » 2 est, par construction, plus large à son entrée qu'à sa sortie.15 'P l e back "2; c) the interval through which the fluid passes between the “front blade” 1 and the “rear blade” 2 is, by construction, wider at its entry than at its exit.
Les trois procédés ci-dessus sont en définitive les mêmes.
L'effet Venturi est connu mais n'a jamais encore été appliqué aux pales d'hélices.The above three processes are ultimately the same. The Venturi effect is known but has never been applied to propeller blades.
Par ce procédé, le fluide est accéléré dans son passage entre les deux pales interactives. Il en résulte des phénomènes favorables, qui s'ajoutent aux bénéfices A et B déjà notés :By this process, the fluid is accelerated in its passage between the two interactive blades. This results in favorable phenomena, which are added to the benefits A and B already noted:
C- le fluide accéléré entre les deux pales 1 et 2 gagne en énergie cinétique,C- the fluid accelerated between the two blades 1 and 2 gains kinetic energy,
5 donc en force propulsive, proportionnellement au carré de sa vitesse ;5 therefore in propulsive force, proportional to the square of its speed;
D- le fluide, accéléré jusqu'à sa sortie entre les deux bords de fuite 9 et 10 , crée à cet endroit une aspiration qui va dans le sens de l'écoulement du fluide et qui attire le fluide avoisinant ; cette aspiration augmente la dépression sur l'extrados 5 : gain de portance pour la pale 1 ;D- the fluid, accelerated to its exit between the two trailing edges 9 and 10, creates at this location a suction which goes in the direction of the flow of the fluid and which attracts the neighboring fluid; this suction increases the vacuum on the upper surface 5: lift gain for the blade 1;
Λû E- pour la même cause qu'au paragraphe D, le décrochage sur l'extrados 5 apparaît à vitesse plus lente ou à incidence plus grande que sur une pale isolée actuelle ;Λû E- for the same cause as in paragraph D, the stall on the upper surface 5 appears at a slower speed or at a higher incidence than on a current isolated blade;
F- gain non-négligeable sur l'extrados 6 à l'approche du bord de fuite 10 , la pale 2 gagne en portance parce qu'à la sortie du Venturi le fluide tend à reprendre son sens d'écoulement initial perpendiculaire à l'axe de rotation mais qu'il le fait après avoir été 5 accéléré par effet Venturi.F- significant gain on the upper surface 6 as it approaches the trailing edge 10, the blade 2 gains lift because at the outlet of the Venturi the fluid tends to resume its initial direction of flow perpendicular to the axis of rotation but does so after being accelerated by the Venturi effect.
Les pratiquants de la navigation à voile connaissent l 'ensemble des observations mentionnées ci-dessus, qui se retrouvent dans l 'interaction de deux voiles. Cependant, les voiles sont d'épaisseur constante, non profilées : la possibilité de donner aux pales un meilleur profil permet de tirer un meilleur parti du même phénomène.Practitioners of sailing know all the observations mentioned above, which are found in the interaction of two sails. However, the sails are of constant thickness, not profiled: the possibility of giving the blades a better profile allows to take better advantage of the same phenomenon.
2.0 Les variantes ou améliorations suivantes pourront être apportées : le pas variable, pour l'une des pales interactives ou les deux ; l'écartement variable entre les pales interactives ; le triplement des pales (voire plus qu'un triplement), c'est-à-dire que chaque pale est constituée de trois (voire plusieurs) pales interactives comme indiqué sur la ^5 figure 4 : entre la « pale avant » 1 et la « pale arrière » 4, l'on intercale une (voire deux ou plusieurs) « pale(s) intermédiaire(s) » 2 et 3 ; la fixation des pales interactives entre elles en un ou plusieurs endroit(s) de leur longueur, ou à leur extrémité ; ceci est schématisé sur la figure 3 : le passage ouvert entre l'intrados 7 de la « pale avant » 1 et l'extrados 6 de la « pale arrière » 2 prend la forme 3θ d'un tunnel ou d'une fente (ou plusieurs) dont l'entrée 11 est plus large que la sortie 12 ;
la pale ne se partage que partiellement en deux pales interactives : elle est conforme à la technique antérieure sur une partie de sa longueur et conforme à la présente invention sur une autre partie de sa longueur.2.0 The following variants or improvements may be made: the variable pitch, for one or both of the interactive blades; the variable spacing between the interactive blades; the tripling of the blades (or even more than a tripling), that is to say that each blade is made up of three (or even more) interactive blades as indicated in ^ 5 Figure 4: between the "front blade" 1 and the “rear blade” 4, one (or even two or more) is interposed “intermediate blade (s)” 2 and 3; fixing the interactive blades together at one or more places of their length, or at their ends; this is shown diagrammatically in FIG. 3: the open passage between the lower surface 7 of the “front blade” 1 and the upper surface 6 of the “rear blade” 2 takes the form 3θ of a tunnel or a slot (or several) whose inlet 11 is wider than outlet 12; the blade is only partially divided into two interactive blades: it conforms to the prior art over part of its length and conforms to the present invention over another part of its length.
L'utilité de l'hélice à pales interactives, comparée aux hélices actuelles, est principalement de donner la même portance ou force propulsive pour une vitesse de rotation moindre, ou encore de donner une meilleure portance ou force propulsive pour une même vitesse de rotation. Conséquences :The usefulness of the propeller with interactive blades, compared to current propellers, is mainly to give the same lift or propulsive force for a lower speed of rotation, or even to give a better lift or propellant force for the same speed of rotation. Consequences :
- pour tout engin fixe ou mobile, diminution du bruit et des vibrations dus aux pales parce que la vitesse de rotation est moindre que celle des hélices actuelles ; - le décrochage (ou la cavitation en milieu liquide) est retardé(e) ;- for any fixed or mobile machine, reduction of noise and vibrations due to the blades because the speed of rotation is lower than that of current propellers; - stalling (or cavitation in a liquid medium) is delayed;
- meilleure réponse aux variations de régime, plus de souplesse de manœuvre que n'en permettent les hélices actuelles ;- better response to variations in speed, more flexibility than the current propellers allow;
- avec le pas variable la position « en drapeau » présente moins de traînée parce que la pale arrière est déventée par la pale avant ; - pour les hélicoptères (et idem pour les avions à hélices), augmentation de la vitesse maximale de l'aéronef, parce qu'en diminuant la vitesse du rotor l'on retarde le risque de « mur du son » en bout de pale ;- with the variable pitch the "flag" position has less drag because the rear blade is deflected by the front blade; - for helicopters (and ditto for propeller planes), increase in the maximum speed of the aircraft, because by decreasing the rotor speed we delay the risk of "sound barrier" at the blade tip;
Les profils des pales, leurs dimensions, leurs angles d'incidence, leur écartement, etc, seront à définir selon l'usage recherché.
The profiles of the blades, their dimensions, their angles of incidence, their spacing, etc., will be defined according to the desired use.
Claims
Revendicationsclaims
1- Hélice dont chaque pale est constituée de deux pales (une « pale avant » et une « pale arrière », dites « pales interactives ») qui tournent solidairement, autour d'un même axe, à la même vitesse et dans le même sens sur deux plans de rotation parallèles mais distincts, l'intrados de la « pale avant » faisant face à l'extrados de la « pale arrière », caractérisée en1- Propeller, each blade of which is made up of two blades (a “front blade” and a “rear blade”, called “interactive blades”) which rotate in solidarity, around a same axis, at the same speed and in the same direction on two parallel but distinct planes of rotation, the lower surface of the "front blade" facing the upper surface of the "rear blade", characterized by
_5 ce que la « pale avant » attaque le fluide sous un angle d'incidence supérieur à celui de la « pale arrière », pour que l'écoulement du fluide autour de chacune de ces deux pales soit favorisé par l'autre pale ou pour que le fluide qui passe entre ces deux pales soit accéléré par effet Venturi._5 that the "front blade" attacks the fluid at an angle of incidence greater than that of the "rear blade", so that the flow of fluid around each of these two blades is favored by the other blade or the fluid passing between these two blades is accelerated by the Venturi effect.
2- Hélice dont chaque pale est constituée de deux pales (une « pale avant » et une « pale 0 arrière », dites « pales interactives ») qui tournent solidairement, autour d'un même axe, à la même vitesse et dans le même sens sur deux plans de rotation parallèles mais distincts, l'intrados de la « pale avant » faisant face à l'extrados de la « pale arrière », caractérisée en ce que la distance qui sépare le bord d'attaque de la « pale avant » et celui de la « pale arrière » est égale ou supérieure à la distance qui sépare le bord de fuite de la « pale avant » A 5 et celui de la « pale arrière », pour que l'écoulement du fluide autour de chacune de ces deux pales soit favorisé par l'autre pale ou pour que le fluide qui passe entre ces deux pales soit accéléré par effet Venturi.2- Propeller, each blade of which is made up of two blades (a “front blade” and a “rear blade 0”, called “interactive blades”) which rotate in solidarity, around a same axis, at the same speed and in the same direction on two parallel but distinct planes of rotation, the lower surface of the "front blade" facing the upper surface of the "rear blade", characterized in that the distance between the leading edge of the "front blade" "And that of the" rear blade "is equal to or greater than the distance between the trailing edge of the" front blade "A 5 and that of the" rear blade ", so that the flow of fluid around each of these two blades are favored by the other blade or so that the fluid which passes between these two blades is accelerated by the Venturi effect.
3- Hélice dont chaque pale est constituée de deux pales (une « pale avant » et une « pale arrière », dites « pales interactives ») qui tournent solidairement, autour d'un même axe, à la 0 même vitesse et dans le même sens sur deux plans de rotation parallèles mais distincts, l'intrados de la « pale avant » faisant face à l'extrados de la « pale arrière », caractérisée en ce que l'intervalle où passe le fluide entre la « pale avant » et la « pale arrière » est de même largeur ou plus large à son entrée qu'à sa sortie, pour que l'écoulement du fluide autour de chacune de ces deux pales soit favorisé par l'autre pale ou pour que le fluide qui passe entre ci_t) ces deux pales soit accéléré par effet Venturi.
4- Hélice selon les revendications 1, 2 ou 3 ci-dessus caractérisée en ce que les pales interactives sont à pas variable, ou seulement l'une des pales interactives est à pas variable.3- propeller, each blade consists of two blades (a "blade front" and "rear blade" say "interactive blades") which rotate integrally around a same axis, the 0 same speed and in the same direction on two parallel but distinct planes of rotation, the lower surface of the "front blade" facing the upper surface of the "rear blade", characterized in that the interval through which the fluid passes between the "front blade" and the “rear blade” is of the same width or wider at its inlet than at its outlet, so that the flow of the fluid around each of these two blades is favored by the other blade or so that the fluid which passes between c i_ t ) these two blades is accelerated by the Venturi effect. 4- propeller according to claims 1, 2 or 3 above characterized in that the interactive blades are variable pitch, or only one of the interactive blades is variable pitch.
5- Hélice selon les revendications 1, 2 ou 3 ci-dessus caractérisée en ce que l'écartement entre les pales interactives est variable.5- Propeller according to claims 1, 2 or 3 above characterized in that the spacing between the interactive blades is variable.
6- Hélice selon les revendications 1, 2 ou 3 ci-dessus caractérisée en ce que les pales sont triplées (voire plus), c'est-à-dire que chaque pale est constituée de trois (voire plusieurs) pales interactives : entre la « pale avant » et la « pale arrière », l'on intercale une (voire deux ou plusieurs) « pale(s) intermédiaire(s) ».6- Propeller according to claims 1, 2 or 3 above characterized in that the blades are tripled (or more), that is to say that each blade consists of three (or more) interactive blades: between the "Front blade" and "rear blade", one (or even two or more) is inserted "intermediate blade (s)".
7- Hélice selon les revendications 1, 2 ou 3 ci-dessus caractérisée en ce que les pales interactives sont reliées entre elles en un ou plusieurs endroit(s) de leur longueur, ou à leur extrémité.
7- Propeller according to claims 1, 2 or 3 above characterized in that the interactive blades are connected together in one or more place (s) of their length, or at their end.
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Legal Events
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| AK | Designated states |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
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| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
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