AV

'mule qui fait voir que, pour un même espace parcouru, le travail isé est proportionnel au carré de la vitesse du bateau. . Impulsion aa moyen de roues à palettes. Représentant par F la ance que l'eau oppose au mouvement des palettes, on peut l'ex- T par une formule analogue h. celle du n° 890 ; mais Coriolis, en isant que toute l'eau est frappée par les palettes, et en tenant te des bouillonnements, a posé la formule suivante, qui s'écarte

moîos de la pratique :

a section des roues k palettes, ou plutôt surface d'une aube, s'il n'y a qu'une roue, et surface de deux aubes, s'il y a deux roues ;

V TÎtesse du bateau ;

V vitesse de rotation du centre de gravité des palettes ; {v — V) vitesse avec laquelle les palettes frappent l'eau ;

k' coefficient dont la valeur varie de 1 à 1,!25 lorsque l'eau est calme, les valeurs 1 à 1,10 s'appliquent aux palettes fixés, et celles 1,25 et même 1^30 aux palettes articulées ou mobiles. Les vagues augmentent la valeur de k'.

Quand le mouvement du bateau est arrivé à runiformité, la résistance que Teau oppose au mouvement des roues est égale à celle qu'elle oppose au mouvement du bateau ; on a donc (890) :

F = F' ou

.AV* ^aV, k ~- = A/ s— t?

d'où Ton tire :

k'av

kfa + kX

Formule qui fait voir que la vitesse V du bateau est proportionnelle à la vitesse de rotation v des palettes, et que si la section a des palettes est très grande par rapport au maître couple A, on a V = t? ; mais que dans le cas contraire, comme cela a toujours lieu dans la pratique, on aV < r.

La distance des roues à palettes à Ta van t du bateau est ordinairement comprise entre les 2/5 et les 2/3 de la longueur totale du bateau. Dans quelques bateaux il n'y a qu'une roue placée tout à fait à l'arrière.

La forme ordinaire des aubes est celle d'un rectangle dont la longueur varie de 3 à 6 fois la hauteur. Les aubes en bois ont jusqu'à 0"»,12 d'épaisseur pour la mer; il serait préférable de les faire en tôle, amincie encore tout autour ; elles déplaceraient par elles-mêmes peu d'eau, et elles entreraient dans le liquide et en sortiraient plus facilement.

Le nombre des aubes peut être tel qu'une aube plongeant verticalement, celle qui la précède sort de l'eau et celle qui lui succède y entre ; cependant, afin d'éviter les secousses, le nombre des aubes dépasse celui qu'exige cette condition. La distance des aubes, mesurée sur la circonférence extérieure, dépasse rarement un mètre, et elle ne descend guère au-dessous de 0",70. En mer, cet écartement varie ordinairement de 0",90 à 1",20. D'après R. Murray, le bord intérieur des aubes doit s'immerger, sur la verticale :

Pour les grands navires en mer, de 0'",36 b 0'",42

Pour les petits bâtiiïlents en mer, de 0 ,24 à 0 ,36

Pour les bateaux de rivière, de 0 ,02 k 0 ,04

Ces nombres s*appliquent, sans doute, aux bâtiments en ordre de marche sous charges moyennes portant un nombre restreint d'aubes ;

TAOtSIËUB PARTIE.

atifs aux bateaux de rivières paraissent faibles, et ils peuj 0-,06 à 0",10.

;teur ne peut donner aux roues qu'une immersion calculée irge moyenne, et qui peut être réduite ou dépassée d'uoe tité sans trop nuire au sillage, c'est-à dire à la vitesse du airement, quand la roue est assez petite pour qu'il n'y ail iK aubes trempantes, celle qui arrive dans la verticale ae irtiellement quand le navire est vide, et elle est immergée lèlres sous charge moyenne. Dans un grand transatlsnverticale a parfois plusieurs mètres d'immersion; c'est qu'il faut subir.

; des roues atteint au delà de 12 mètres dans les grands .nsatlantiques, il est encore très grand pour les forts baives américains ; mais il ne dépasse guère 6 mètres dans

aubes ne doivent descendre plus bas que la carène.

les deux roues d'un même bateau doivent frapper l'eau en

(895,898 et 902).

I moteur absorbé par Beconde pour cammnniqner la vl-

) aux palettes. En représentant par Tp ce travail en

s dynamiques, comme i? — T est l'espace parcouru par la

;n une seconde, on a :

de la machine d'un batean recevant son impulsion an ^8 à palettes. Le travail moteur V» produit par la msseconde est égal au travail ZV absorbé par la résistance éprouve à avancer (891), et qui est le travail utile, plus le sorbe par la résistance que les roues éprouvent à se mouqui est le travail perdu ; on a donc, en grandes unités

,.AV',,,aV,„ „,.

[Lçant V par sa valeur (1) du n° 892, et en transformant :

jle est d'accord avec la pratique, et donne exactement la acbine pour des vitesses V qui ne dépassent pas 4 à ■S mande, et on peut même l'admettre pour les vitesses qui ae au-dessus de7 à 8 mètres (891).

r l'arbre de la macMne en chevaux de 75'" est :

Flotte ai ta machine «n chevaux;

D diimèlra des pislans;

c tmait dea pislona ;

n ambre de lours par minute ;

a noaibre de pislous, que l'oa suppose avoir le mime dlamilre D ;

p pressioa raojreaue ejfectiee sur le piston, eu kilog. par centimètre etiti; elli tgalebla pression absolus inoini la coutre-pressioa derrière le piston;

i cwfGcieat qui dépend du service des pompas ai des Trot terne nia, el que l'on moyenaenient égal tt 0,50 quand on prend pour évaluer p la pression îndii par le muiomëtre des cbaudières, en le forijant un peu s'il s'agit d'une I piFliiae à mouremenl lent ou d'uue machine sans condenseur. On fait k^' si la pression p est relevée direclement i l'aide de l'indicateur de Watt placé l«s (jlindres, en le forçant encore un peu dans les mêmes circonstances ym celai 0,50.

Pour les premières machines, les manomètres des .chaudières ii qnaaluue pression absolue de l",3, l' introduction étant fixée à 0,81 l'effort moyen sur les pisloDS étant de O^.iè de mercure à Ilndicate Walt faisait pA = 0^,4919 dans la formule précédente, qui devenait :

Telle est la formule connue sous le nom de formule du gouver mml (français) pour calculer la. force nominale des machines.

Aiyoïird'hui on se sert encore de la formule (3) pour fixer la fc nominale des macbines de la marine, et comme lu pression est be coup plus grande que dans les machines de Watt, la valeur du che nominal est supérieure à 75'" par seconde. Pour avoir cette valeur, divise, par la valeur de ** fournie par la formule (2), le travail proc parla vapeur sur le piston, c'est-à-dire le numérateur de la formuU dans lequel on a supprimé le coefficient k, ce qui donne :

523,6 I D»cp«

(n réalisé)

Lorsque le nombre de tours n réaliaé par la machine est à peu f égtl au nombre n nomirtal de tours, que la pressioa absolue aux ch. Jièreseatde 2,30 à 2,75 atmosphères, que l'introduction fixe est de t <i 0,70, et que par conséquent la pression moyenne sur les pisloni lieal entre O", 95, 1°,07 et 1",20 de mercure, la valeur du cheval nomi fournie par l'expression précédente est comprise entre 200'", S85'" 2i50'". Ces chiffres représentent les valeurs fournies ordinairement les appareils à moyenne pression de la flotte française construits puis 1857.

Pour avoir la valeur de p qui entre dans les formules précédei quand on a la pression en centimètres de mercure, il sufiît de mu

pfe le nombre de centimètres par ' (771).

Selon que le cheval nominal sera de 200, 225 ou 250'-, pour avoii

force nominale, il suffira de diviser par Tun ou Tautre de ces nombres le numérateur du premier membre de Téquation (3;. 895. Rapport dn travail ntile an travail perdu. Ce rapport est :

F'(r — VJ (t?— V)'

Expression qui fait voir que ce rapport est d*autant plus grand que V — V est plus petit, c'est-à-dire que la vitesse du bateau diffère moins de celle des palettes, et qu*il serait infini, c'est-à-dire que le travail perdu serait nul, si les palettes ne pénétraient pas dans Teau; car alors on aurait v — V = 0.

Ayant :

d'où Ton tire :

F = F' ou k^^k^[v

V kfa v — WkX'

on a donc aussi :

Tu __k' a T~k^r

Expression qui fait voir que le rapport du travail utile au travail perdu est d'autant plus grand que la section a des palettes est plus grande par rapport au maître couple A.

Pour les bateaux voyageant sur mer, le rapport du maître couple à la section des palettes varie, d après M. Gampaignac, de 4,5 à 7, suivant que la force de la machine varie de 12 à 220 chevaux, et il est moyennement de 6,75 pour les bateaux de 80 à 200 chevaux. Sur les cours d'eau, ce rapport varie ordinairement de 3,5 à 4, et il est encore moindre pour les petits bateaux de rivières (892, 896 et 902).

Supposant a = l,A = 4, A:'==l etA; = 0,17, on a :

= 0,68, et

Ce qui fait voir que le travail utile Vu étant représenté par i, le travail perdu Vp Test par 0,68, et le travail moteur Vm par 1,68.

Golladon, dans des expériences faites à Genève, a trouvé que le travail perdu était les 0,33 du travail moteur pour un bateau, et les 0,31 pour un autre; c'est un peu moins que ne l'indiquent les rapports précédents.

895^". Calcul de la force d'nne machine de batean. Supposons qu'on a V = 3»,25, k = 0,17, A:' = 1 et A = 4a.

Remplaçant les lettres par leurs valeurs dans la formule :

on a :

X A(l -fO,68)=0,5A*

Si l'on suppose A = l^'jOO, on aura Vm = 0,5 de grande unité dynamique, ou

* = KTyt^ = ^»^^ chevaux-vapeur.

Ainsi, chaque mètre carré de section du maître couple exigera 6,67 chevaux de force; ce qui donne, pour un bateau de petite navigation, de 450 tonneaux et de 24 mètres carrés de maître couple :

Tm = 6,67 X 24 = 160 chevaux.

Pour les vitesses de 3 mètres au plus, la pratique ne donne guère en rivière et en mer que 5 à 6 chevaux par mètre carré de maître couple.

A la vitesse de 5 mètres, on atteint 12 à 15 chevaux en mer et 35 à 40 en rivière.

A la vitesse de 8 mètres, on nMteint pas moins de 25 chevaux en mer et 60 en rivière.

896. Travail moteur nécessaire pour faire remonter ou descendre one rivière par un bateau. L'expression de ce travail est analogue à celle donnée pour une eau tranquille (894); ainsi Ton a, quand le bateau remonte :

u vitesse de Teau par seconde ;

Les autres lettres ont les mêmes significations qu^aux n<" 890 et 891. (V + tt) vitesse relative du bateau par rapport à l'eau.

and le bateau descend, Texpression de ce travail devient

(V — tt) vitesse relative du bateau par rapport à l'eau.

897. Bateau sur un canal. Comme la section d'un canal est assex faible, l'espace occupé par le bateau la diminue sensiblement; ce qui augmente la vitesse relative de l'eau de chaque côté du bateau, et par suite le travail moteur (896). Afin que la vitesse du bateau ne soit pas diminuée par ce surcroît de vitesse relative, on augmente un peu la vitesse des roues à palettes.

898. Impulsion an moyen des roues à hélice Frédéric Sauvage. Toutes les formules posées aux n*" 890 à 895 sont applicables aux bateaux à hélices; seulement, alors, la vitesse de rotation v est la vitessede l'hélice dans le sens du mouvement du bateau, c'est-à-dire la vitesse de rotation d'un point quelconque de la route, multipliée par le rapport entre le pas de l'hélice et la circonférence décrite par ce point, a est la surface de la base du cylindre circonscrit à l'hélice, moins la section de l'arbre; c'est icR*, en négligeant cette section et en désignant par R le rayon du cylindre (904).

Les hélices sont complètement noyées, ce qui les rend avantageuses

es b&timeDts de guerre el dans les gros temps; on les place ï

6 du baleau. Leur surface doit être lisse et leurs angles bien

on les coule en bronze, et toute la roue d'une seule pièce.

•es Murray, l'hÉlice doit être noyée de 0-,i5 à. 0-,60 pour les bâ-

{ marins. Son diamètre est aussi grand que le comportent le

l'eau |903) et celte immersion.

mgueiir de l'hélice est moyennement égale à 1/6 du pas dans les

navires. En France, son diamètre varie de 1>S2 à 2,31 fois le en Angleterre de 1,08 à 1,60,

ice fait de 150 à 200 tours par minute pour les petits navires, lère au delà de 70 à 80 tours pour les grands navires de mer, et il même tenu entre 45 et 55 tours pour certains grands vaii- On a avantage à employer deux hélices accouplées (p. 1178). Exemples de grands bâtiments a vapeur. Nous donnons ci-après :S indications sur d'anciens navires de grandes dimensions; ■s faisons suivre de renseignements concernant des bâtimeols ; on pourra faire ainsi d'utiles comparaisons, qui montreroDt te des progrès réalisés.

•eat'Wesiern, deuxième navire à vapeur qui, en 1838, a faille d'Angleterre en Amérique (de Bristol à New-York), était de la nce de 1604 tonneaux; sa force, de 450 chevaux pour deui ma-

ses quatre chaudières pesaient 180 tonneaux, et étaient entouine chambre contenant 900 tonnes de charbon, ce qui suffit pour s de marche. Tout l'appareil mécanique pesait 470 tonnes. Le 'eaii était de 5",38. La longueur du baleau était de 76*',80, et la de 18-,56, y compris les roues (12-,16 de diamètre). Le salon i-,a4 de long sur 10'°,88 de large; il y avait d'autres pièces ■es, chapelle, salle de conseil); le bateau portait 1 50 lits réservés sagers, et il restait un emplacement pour plus de 200 tonneai» ^andises. La durée du trajet de Bristol à New-York était de I, et le retour de 13 jours 1/2; la vitesse moyenne de mai'clie 5,25 lieues à l'heure.

cloria avait 88 mètres de la poupe à la proue; sa force était de 'aux; elleétaildu port de 1863 tonneaux, pouvaitrecevoir 500 pas- 1 1 000 tonnes de marchandises ; sa construction a coûté 2 mildemi.

eine-de-l' Est, naviguant entre l'Angleterre et l'Inde, jaugeait nneaux; son tirant d'eau n'était que de 4»,80, sa force de 'aux, sa longueur, de tôle en lête, de 99-,20 et de 90-,ï4 sur le I longueur de la principale chambre était de iO-^QS. On y trou- Aambres contenant 400 lits pour les passagers.

la construction des bateaux transatlantiques de 450 chevaox txécuter le gouvememeni français en 1845, on n'avait encore 1 France que des bateaux de 230 chevaux au maximum; en 1851, truisit I« vaisseau à hélice le Napoléon, de 1 000 chevaux et de is,et en 1855 levaisseau la ^efayn«,de 130 canons et de la force

rs^i^r r

NAVlGATIOPf A VAPEUR. 1177

de 1 200 chevaux. Ces dimensions ont été depuis grandement surpassées.

Aujourd'hui les bâtiments de 100 mètres de longueur et jaugeant 5000 tonneaux ne sont plus qu'ordinaires. Il y a des steamers qui atteignent la force de 20000 chevaux et 177 mètres de longueur. Sur les fleuves d'Amérique, on voit de véritables hôtels flottants à plusieurs étages.

Le plus colossal navire qui ait jamais été lancé, le GreaUEasiem, construit de 1853 à 1859, et démoli de 1889 à 1891, fut uniquement bâti pour poser le câble entre TEurope et l'Amérique. 11 jaugeait en pleine charge l'énorme chiflre de 27000 tonnes.

Le Léviaihan, steamer de Brunel, présentait aussi des dimensions exceptionnelles; il pouvait porter 10000 hommes avec armes et bagages. Comme navire de commerce, il pouvait porter 5000 tonnes de fret, 11400 tonnes de combustible, 4000 passagers de chambre et 400 hommes d'équipage. Le navire portait 7 mâts en tôle, saufTartimon 60 hois, à cause de la boussole; la surface totale de la voilure était de 6000'^'^, Le système de propulsion se composait de deux roues à aubes et d'une hélice. Pour le service d'embarquement, il y avait 20 canots, 2 petits steamers à hélice, de 420 tonnes et 70 chevaux de force, attachés derrière les roues. Outre les machines des propulseurs, il y en avait 2 autres de 70 chevaux chacune, pour mouvoir les cabestans et les pompes de cale, et 10 petites machines de 10 chevaux chacune pour ralimentatioD et divers services; ce qui faisait à bord 24 cylindres à vapeur. Il y avait 10 ancres, dont les grosses pesaient 25 tonnes avec leur câble. La coque était en tôle. Le navire a été construit au chantier de Scott Russel, à Millwall, près Londres. Il a coûté plus de 16 millions. Après six traversées transatlantiques, il a été cruellement éprouvé dans une tempête, en 1861 ; à la suite d'une fausse manœuvre, il a perdu ses roues et son, gouvernail. On Ta utilisé pour la pose du câble télégrapMque sous-marin entre l'Angleterre et l'Amérique.