HÉLICES A PAS VARIABLES

J’ai reçu de M. Hays la lettre suivante, au sujet de mes remarques sur son hélice , portée à la page 43. Comme cela intéresse le public, et que M. Hays parait désirer que je tienne compte de sa lettre , je la transcris ici avec quelques annotations.

« Monsieur, permettez-moi d’abord de corriger une petite erreur que vous avez commise dans 'orthographe de mon nom ; quand vous avez fait la description de deux de mes patentes dans votre Traité de l'Hélice , pour lequel je vous souhaite ardemment un plein succès, parce que c’est un moyen de répandre l’emploi d’un mode de propulsion , destiné à produire avant peu dans les affaires maritimes une révolution beaucoup plus grande , qu’on ne l’avait présumé , lorsque M. Smith parvint à la faire connaître. Mon nom s’écrit Hays sans s, tandis que vous le mettez Hayes avec un e (cette erreur est corrigée dans le texte français). En second lieu, je désire entrer -dans quelques explications sur plusieurs des sujets, que je considère comme ayant le' plus de valeur dans ma patente, et j’espère que cela vous porterai corriger les opinions, que vous avez émises dans le troisième de vos chapitres.

• Cependant , avant de commencer ces explications', permettez-moi de remarquer, que je ne prétends pas àlapluspetito perfection en matière de machines, au delà de ce que comporte le sens commun et un peu de pratique de la vapeur relativement à la navigation. J’ai- porté mon attention vers l'hélice en 4843, lorsqu’on me demanda, si je croyais qu’on pût l’employer pour le commerce d'une manière lienucoup plus économique que les roues. Je pensai que

c’était possible, el que le rapport do la puissance au tonnage serait plus petit qn’on ne le supposait; je tirais mes conclusions de ce qu'en naviguant à la voile, un canot orienté trop près du vent ne faisait presque pas de route, môme avec peu de mer, et dérivait sous le vent; mais avec l’aide d’une godille à l’arrière , ou d’un aviron nagé seulement par un garçon , le bateau allait de l’avant, suivant la force du vent, avec une vitesso do 3, 4 et 5 nœuds, et cela sans dévier de la ligno de son sillage. Certainement ce n’est pas la force seule d’un petit garçon qui procure cet avantage, quoiqu’il soit la conséquence de cette force; mais c’est la combinaison de la pression latérale des voiles et de l’impulsion donnée par l’aviron *.

« Par conséquent, en substituant une machine d’une petite puissance agissant sur l’hélice, .à l’aviron manié par le jeune garçon , je conclus quo le résultat serait semblable. D’après ces idées je construisis un sloop de 200 tonneaux et je lui donnai une machine de 20 chevaux. Après de nombreuses expériences, je trouvai que ma théorie était très-correcte. Naturellement comme une faible puissance ne saurait produire que des effets limités lorsqu’elle agit seule, 5 nœuds était la plus grande vitesse que je pouvais espérer, en calme, avec 20 chevaux. Mais avec .les voiles il fallait un plus grand sillage et par conséquent une rotation proportionnellement plus rapide du propulseur ; ce qui dpvait être obtenu soit par un l’accroissement de vitesse des pistons, nuisible à la machine, soit par un autre moyen. Je me décidai pour les engrenages différentiels, ou pour un pas variablo de l’hélice, et c’est de là que résulte ma première patente de juillet 4844*.

■ Pour vous montrer mes résultats pratiques, je vous donnerai les détails d’une expérience à laquelle M. Murray, second ingénieur» Woolwich, assistait par ordre de l’amirauté. Nous quittâmes Londres à quatre heures du matin avec un calme parfait, et nous arrivâmes à Longreach en filant 5 nœuds avec l’engrenage n* 4 ; l’engrenage et le propulseur faisant 60 tours. La brise se leva, et nous fîmes dç la voile, dç sorte que la vitesse s'éleva peu à peu à 6 nœuds; la machine marchait trop vite; nous mimes l'engrenage n* 2 pour 90 tours de propulseur : les machines se bornèrent aussitôt à 54 coups, le propulseur faisait 80 tours, et la vitesse du navire était 7 { nœuds.

• La brise fraîchissant toujours et le sillage atteignant 8 nœuds, les machines dépassèrent encore leur marche de régime, el nous mimes l'engrenage n* 3 pour 120 révolutions de l'hélice : il en résulta que le» machines ne firent plus que 60 à 65 révolutions et le propulseur 100 à 402; mais la vitesse du navire s'éleva aussitôt à 40 nœuds, et avant d'arriver à la rade de Margatu , où M. Murray débarqua, elle s’était élevée, avec voiles et vapeur, à près de 42 nœuds'. Alors nous désêmbruyâmes le propulseur, et nous trouvâmes que la vitesse du navire était 9 nœuds, de sorte que nous gagnions de J à J avec le secours d'une aussi petite force, quoique la vitesse fut déjà très-grande , sans pour cela augmenter l'usure de la machine ou la consommation de combustible, et nous devions ces avantages à l'engrenage différqntiel.

« On expédia un rapport de ces résultats à l’amirauté, en ajoutant que cette disposition

t . CeU e»l très-juste, nuit on ne l'a guère apprécié, ou plutôt on ne a’en cal pas aperçu.

S. Les engrenages difTérentleU wnt Ingénient , mais fondés aur des idées fausses. La vitesse d'une machine peut être beaucoup augmentée sans produire de mauvais résultats sur sa manière de fonctionner ; et , s'il en est ainsi, tes différences de vitesse obtenues par lee engrenages deviennent Inutiles.

.1. Il est bien connu qu'une machine, avec une pression donnée sur le piston, exerce une quantité de puissance, qui cal strictement proportionnelle au nombre de révolutions. Si une machiue marchait plus Vile qu'on n'avait eu dessein de le foire, on trouverait certainement que la vapeur ne pourrait plus arriver dons le cjlipdre avec asscx de rapidité pour permettre au piston de recevoir l’impulsion de toute sa pression. Mais cela montre seulement que les orilices ne sont pas assez grands dans les machines destinées à conduire l'hélice, sans engrenage. Il faudrait que loua les passages fussent plus grands, et les portages auraient une étendue inusitée, pour éviter les chances d'échauffemement avec de grandes vitesses.

serait très-convenable pour les petits navires, mais qu’elle serait trop encombrante pour les grands. Vers cette époque les machines directes furent adoptées; mais le pas variable de l’hélice produirait à peu près les mêmes effets que l’engrenage différentiel.

« Après quelques expériences préalables sur la manière de fonctionner de l'hélice, surtout dans le cas où elle n’estqu'un auxiliaire de la voile , j’arrivai à la conclusion que le propulseur ne serait jamais d’un emploi utile, si on ne pouvait cesser de s’en servir aussi promptement que d'un grand hunier ou de toute autre partie de la voilure d’un navire : le démontage dans un puits était déjà pratiqué ; mais il y a trop d’objections à faire à cette méthode, pour quelle soit compatible avec un bon usage do l'hélice auxiliaire, surtout à bord des navires marchands, pour lesquels lo propulseur acquiert une grande importance.

« En premier lieu, si on hisse et descend trop souvent l’hélice, comme cela aura lieu sur un navire à puissance auxilaire, on détériorera promptement les meilleurs ajustages; surtout, puisque les deux parties sont réunies ou séparées sous l'eau et en dehors de la vue. En outre, de telles manœuvres seraient beaucoup trop fatiguantes pour l’équipage d’un navire marchand. L’ouverture nécessaire pour remonter l’hélice avec ses ailes, faisant un angle convenable , enlèverait le meilleur logement et l’espace vide laissé dans le massif arrière, quand l'hélice est démontée , empêcherait le navire de tenir aussi bien le vent et formerait un remous d’eau qui influerait sur le gouvernail. Il faut y ajouter, que la masse d'eau entratnée dans l'ouverture retarderait beaucoup le sillage. Je pense que la contenance du puits du navire de S. M. Britannique le Vulcain excède 20 tonneaux*.

c Ces objections amenaient à chercher s’il ne vaudrait pas mieux se débarrasser de l’hélice, quand elle n'est pas nécessaire, et c’est ce qui me 6t prendre ma seconde patente eû 4845, pour changer l'angle des ailes des hélices, ou les mettre dans le plan' de la quille , de manière à rte présenter aucun obstacle à la marche du navire à la voile ot à être mises à même de fonctionner ou de rester inutiles avec la plus grande facilité. Plus tard, M. John Buchanan fut patenté, en août 4846, pour le môme principe : mais il prétendit l’avoir perfectionné, en ce que les positions de ses ailes se prenaient d’elles-mémes , c’est-à-dire par la seule pression de l’eau , occasionnée par le mouvement du navire. Le même objet fut aussi patenté en mars 4848 par Joseph Mandslay, d’après la supposition qu’en donnant une plus grande surface à l’un des côtés do l’hélice qu'à l’autre , la force de l’eau produite par le sillage, amènerait elle-même l’aile dans l’alignement de la quille, et parce qu’en renversant le propulseur, il reprendrait de nouveau sa position et par conséquent il-se manœuvrerait lui-même.

« Ce propulseur fut installé en novembre 4 850 à bord du navire le Bosphorus , appartenant à la General Screw sleam shippiny company , le premier des paquebots de la ligne Royal-Mail , du cap de Bonne-Espérance. Toutefois le patenté douta tellement lui-même que les changements s'opérassent naturellement , qu’il installa un mécanisme au bout d’une tringle, pour être manœuvréc de dessus le pont et tourner les ailes en avant ou en arrière. J’aàsistai à plusieurs essais de M. Mandslay lui-même, dans le dock des Indes Orientales , pour obtenir cette, manœuvre des ailes par elles-mêmes : mais il échoua complètement , de sorte qu’il fallut avoir recours à un mécanisme à pignons , qui remplit parfaitement son but. Je ûs le voyage du Cap à bord de ce navire , et pendant le trajet nous cherchâmes en vain à obtenir que les ailes prissent d’elles-mêmes les angles convenables. Je ne doute pas que le système do Buchanan n’éprouve le môme résultat*. 1,

I. Il y a d'autres manière» de réfuter les objections de M. Hays; de sorte quel'allemlUirc n’existe pas entièrement entre res plans et le sien.

a. La disposition de Bucbanan a une plus grande force de rotation que celle adoptée par Mandslay, et il est à peu près certain que l'action semblable à celle d'un tourniquet ou d'une girouette peut être rendue suffisante pour tourner les ailes. Cependant -toutes les hélicès à ailes tournantes sont sujettes à de graves objections.

« Avant tes expériences du Bosphorus, j'avais été instruit queM. Mandslay enfreignait ma patente, et que, s’appuyant sur le principe d’un changement spontané des ailes, il croyait prouver que c’était un perfectionnement suffisant pour justifier son brevet d'invention. Toutefois, lors de la non-réussite de ce principe, il fut suggéré par nos amis communs , qu’il y avait lieu de /aire un arrangement, et t’est ce qui Tut effectué, de sorte que la patente Testa en son nom.

* Comme les paquebots du Cap furent les premiers navires mus par hélice , subventionnés par le gouvernement , l'amirauté mit abord des Conimandert de la marine royale au lieu des lieutenants de vaisseau employés d'habitude pour le transport et la surveillance des dépêches , afin qu'ils fussent à même de rendre-compte de la manière générale de fonctionner de l'hélice, et en particulier du principe de la variation d’angle des ailes. Ces nouvelles hélices furent donc soumises aux épreuves les plus dures, et à cause de leurs bonnes qualités, on en pourvut nomseulement les trois petits paquebots avec lesquels la ligne commença son service , mais qu’on les mit ensuite sur un navire de 1000 tonneaux sur lequel elle remplit parfaitement son but, Enfin elle fut employée sur d'autres nouveaux bâtiments de 1750 tonneaux et 300 chevaux de force.

« Pour vous montrer combien vous êtes dans l’erreur, en croyant* qu'il n'y a presque pas davantage à mettre les ailes dans le plan de la quille, ou en admettant que la même vitesse, ou peu s'en faut, est obtenue en désembravant le propulseur pour le laisser tourner librement , je vous communiquerai les résultats d’une ou deux des nombreuses expériences effectuées dans la traversée d’allée du Botphorus. Elles ont été continuées sur le même navire et sur tous les autres, depuis le commencement de là ligne, et ont donné les mêmes résultats. Il est en outre reconnu quo ie principe du changement d’angle est un des perfectionnements les plus notables de l’hélice propulsivo, et comme je vous le montrerai , il est indispensable à son usage général , surtout dans le cas où elle n’est qu’une auxiliaire des voiles.

« Le 22 décembre 1850, à une heure du soir, le navire faisant 9 } nœuds, les machines 60 tours,* mis l’hélice devant derrière, vitesse du navire 9 \ nœuds; désembrayé le manchon { d’heure , mais quoique" la vitesse du navire fût si grande, la force de l'eau sur l'hélice ne changea pas le moindrement son angle.

« Le 23 décembre 1850 courant, avec de la toile, l’angle de l’hélice étant modifié, la vitesse du navire 8 à 9 nœuds; à une heure du soir, fait tourner Pangle de l’hélice à sa position ordinaire et jeté le loch , la vitesse n’est plus que 6 J pœuds, mis l’hélice devant derrière, vitesse du navire 8 nœuds.

« Le 13 janvier 1850, avec brise légère à deux heures du soir, stoppé les machines et laissé marcher l'hélice avec ses ailes à la position de travail habituelle , vitesse du navire 3 J nœuds : l’hélice désembrayée et tournant à l’arrière 3 { : fixée devant derrière 4 nœuds.

« Quant nu principe de changer l’angle, ou d’employer tout moyen autre par lequel on annulle facilement l'action de l'hélice, en ne modifiant que le moins possible la manière de marcher à la voile et de gouvernor du navire, comparé à celui d’augmenter la vitesse du propulseur sans fatiguer la machine ou sans augmenter la consommation de combustible 1 : je suppose un navire

et je pense que de tels procédés sont tout à fait déplacés sur des paquebots -poste faisant un service aussi long que celui du cap de Bonne-Espérance. L’eipérience a entièrement confirmé cea prévision! : U compagnie general Screw s tram shipping a vu ses navires- faire des avarie* très- fréquentes et narriver quelquefois qu’après ceux i voiles.

Un autre mode de changer les angles, inventé par M. Griffith, a également échoué; il a éprouvé nne rupture complète A bord du vaisseau l’Agamemiton. [Note du traducteur, vof. la II* partie. )

t. Il n'y apaa lieu de craindre l'un ou l'autre de ces inconvénients. Si une machine est capable de mener

marchand (faisant par exemple le commerce de l'Inde, ou parcourant des distances aussi grandes) , ayant 1200 tonneaux de jaugeage, et une machine de 400, ou seulement de 80 chevaux , qui en calme ferait (aire 6 ou peut-être seulement 5 nœuds : ce qui, selon moi , constitue ce qne j'appelle strictement) un navire à force auxiliaire. Les avantages d’être seulement aidé pondant les calmes ou les petites brises n'indemniseraient pas alors de la mise dehors, de la dépense du fonctionnement et de l’espace perdu pour la cargaison; et à moins que lè propulseur soit facilement annulé ou démonté, le retard qu’il occasionne, quelque petit qu’il soit, * nœud par exemple, ne serait pas compensé, par le peu de service qu’il rendrait. Mais la question chango entièrement d'aspect , en supposant que ce propulseur soit facilement mis dans le plan de la quille ou démonté, et qu'il ne nuise en rien aux qualités et à la marche du navire, comme on l'a pleinement prouvé par le principe du changement d'angle, si heureusement employé par les paquebots de la ligne postale du cap de Bonne-Espérance. Car alors le propulseur n’est pas seulement employé pour entraîner le navire pendant les calmes ou les petites brises, mais aussi pour l’aider contre des venta contraires et contre le mauvais temps, sans pour cela perdre de sa vitesse quand la vapeur n’est pas nécessaire *. Je suis convaincu qu'avec une pareille proportion de la puissance au tonnage, un navire ferait un voyage dans l'Inde, allée et retour, ou vers tout autre pays, avec la plus grande régularité , et qu’il no serait nullement retenu dans la Manche ou autre part par les vents contraires et le mauvais temps. El si on ajoutait la facilité de varier les pas de l'hélice, ou d'avoir des vitesses différentes, au moyen des engrenages , le moyen de propulsion serait beaucoup plus parfait , et ne nécessiterait pas autant de puissance motrice. Car, quoique je veuille bien admettre que jusqu’à une certaine limite, le navire aidé par ses voiles a sa vitesse plus accrue par le propulseur, que s'il n’avait pas son secours; ce sorail une grande erreur de croire qu’il n’y ait pas de limites à cet effet. Le fait existe, la limite est la vitesse du propulseur, toute sorte de recul étant annulé par l’aide des voiles : et plus vous pouvez faire marcher le propulseur ou augmenter son avance par l'accroissement du pas, ce qui revient au mémo, plus notre navire marchera vite. Mais si le surcroît de vitesse du propulseur n’est obtenu que par l’accélération du piston, les machines seront bientôt. mises en pièces , et la consommation du combustible sera proportionnellement augmentée a.

directement l'hélice d’un navire rapide , tans être mite en pièces , pourquoi rraindre de la briacr dans le cas d'un navire A petite vitesse entraîné par sea voiles. SI on lient à consommer la mémfi quantité de combustible, il suffit de fonctionner avec d'autant plus de détente que la machine marche plus vite.

I . En agissant comme une dérive, A ce que Je suppose. Soui ce rapport, ton action serait preaque mille, et elle sorail facilement compensée en donnant plua de profondeur de quille ou un peu plus d'eitenaion au massif arrière.

1. Je suis du même avla qne M. Hart pour beaucoup des objets avancés par lui; mais 11 en est d'autres qui sont manifestement faux. Il est vrai cpie dans le cas da navire n'employant l'hélice que comme un auxiliaire pendant les, calmes, ce serait une objection très-grave , ai les dispositions prises étaient nécessairement de nature A (aire éprouver dea retards dans d'autres cas, et personne ne songerait à employer l’hélice , si elle présentait un pareil inconvénient. Mais il est clair que cela n'esl qu'une pure hypothèse : car lî n'existe pas, é m* connaissance, de navires A hétice qui n’emploient ccue dernière que pendant les calmes. Les navires snxilialres dont nous avons connaissance débravenl rarement leur hélice, et, en tout cas, lia ne le feraient que lorsqu’ils sont poussés par un vent fort et favorable. Maintenant, en considérant que l'hélice est presque constamment en action, et que ce n'est que dans des cas exceptionnels qu’on se privode son usage, même si elle a sea ailes tournantes et qu'on puisse les mettre dans le sens de la quille, la question devient de savoir ai, pour jouir de coa avantages dons dea cas exceptionnels et rares, il convient de se servir d'un mécanisme qui, en affaiblissant nécessairement le propulseur , rend les chances d'avaries plus fréquentes. Dans mon opinion , Jl n'est pas Judicieux d'adopter un mal permanent j car ojidoil admettre que c'enjrst un grave que d'être plus exposé A des

« Le principe en question présente un autre avantage, c'est que dés que les ailes sont tournées, elles peuvent passer par un puits assez petit pour n’occuper que très-peu de place derrière, et pour ne presque rien déranger dans los emménagements. Dans le cas d'avaries, les ailes peuvent être séparément enlevées et remplacées par celles de rechange.

« Vous pouvez faire ce que vous jugerez convenable de cette lettre , mais après l'opinion que vous avez publiquement émise sur mes perfectionnements , je pense que j’ai droit de vous demander d'accorder aussi de la publicité à ces explications.

« Je suis , monsieur, votre très- obéissant serviteur ,

« C. D. Hats.

« Agent résident de la G. S. S. Shipping company. »

Cap de Bonns-Espérsnoe , février 1 153 *.

DE L’ADOPTION ET DE L'ACCROISSEMENT DE LA PROPULSION PAR L’HÉLICE DANS LA MARINE DE S. M. B.

(Les détails suivants ont été fournis par le bureau des navires à vapeur à Sommérsel-llouse, pour accompagner les tables des dimensions et de l'utilisation des navires à hélice de la marine royale, données pages 227, 228 et 229. Comme ils présentent des documenta officiels et des faits utiles à consulter, je les place ici avec quelques notes)'.

Quoique diverses propositions aient été faites de temps à autre , il y a plusieurs années, pour employer l’bélicecomme moyen de propulsion, et qu’on ail fait un grand nombre d’expériences sur des canots ou de petits navires, ni les raisonnements des inventeurs, ni les résultats de leurs expériences n’étaient parvenus à produire une impression assez favorable sur l’application utile de ce propulseur, pour faire croire qu’il pût lutter contre la roue à aubes. La cause immédiate de son adoption dans la marine fut l’heureux voyage de f Archimède autour de l'Angleterre. Ce navire av.aK 237 tonneaux , et il fut construit en 1838 par la compagnie.du Screte propeller. dans le but spécial de montrer lesqualités de cette nouvelle invention. Il fut pour la première fois essayé contre un navire à roues, en 4840 , et les résultats de cette comparaison sont contenus dans la note suivante, qui est le premier rapport officiel fait au bureau sur la propulsion par l’hélice.

dérangements, el cela dan» te «eut but de réaliter un arantage dans quelque» occatlona, fût-il même plu» grand qu'on n'etl en droit de le croire d'après, ce qu'expose U. Hay» lui-même.

Ouand le tillage d'un navire mixte est aidé par les voile», l'effet relativement au propulseur eat presque le même que si 4a résistance du navire à ta machine avait été diminuée. Par conséquent, le nombre de révolutions de l'hélice sera augmenté, mais la poussée de son arbre restera la même qu'auparavant^ en supposant que la maebluesoil encore suffisamment fournie de vapeur. Mais si le pas est augmenté, la poussée de l'béiice sera diminuée, quelle que soit la quantité de vapeur entrée dans le cylindre. Il est vrai que le nombre de révolutions sera diminué ; de snrtetquc la poussée continuera i se trouver proportionnelle à In dépense de vapeur. Par le fait Il importe peu, relativement i l'elfet produit, que le pas soit long on court. Avec un pas long, il y aura moins de révolutions el moins de poussée; avec un petit pas, il y en aura plus et en même temps une poussée plus énergique ; ou si on veut seulement avoir la même poussée qu'avec le grand pas, il suffira, pour obtenir ce -résultat, de diminuer la pression dp la vapeur. .

l. L'expérience a conUrtné l'opinion de M. Bourne : les hélices à pas variables de Is compagnie gtnerul *rtw s team shippi*# ont’ éprouvé des avaries aster graves et asset fréquentés pour faire renoncer complètement à leur emploi.