MODÉRATEUR CENTRIFUGE

Enfin , il y a une précaution fort utile pour la sécurité des machines à hélice, et qui les arrête si une rupture d’ailes ou de dents d’engrenage les laisse s’emporter avec une rapidité dangereuse; c'est l’application du pendule conique ou modérateur centrifuge, usité pour toutes les machines de terre, dont le mouvement doit être régulier, tandis qu’au contraire

lu résistance est inégale. C'est grâce à cet instrument qu'une machine puissante n’acquiert pas de vitesse, quand rien ne s'oppose plus à sa force. On le. voit pour les laminoirs, où, sans changer de vitesse, Iob cylindres tournent tous inoccupés pemlnnt longtemps, pour travailler ensuite à écraser le fer. Sur mer, co n’est pas la régularité de rotation qu'il s’agit d’obtenir, et le but est toujours de mnrcher lu mieux possible pour le charbon brûlé; mais c’est la trop grande rapidité de mouvement qu’il fautéviter. Avec les roues ce n était pas nécessaire, parce qu’excepté vent arrière, le mouvement était régulier, et si le roulis les faisait travailler alternativement, la machine n’en éprouvait pas moins la' même résistance. En outre r les chances de rupture n’étaient que partielles et ne changeaient pas beaucoup lu surface présentée à l’eau dans une révolution. Mais avec l’hélice la rupture d’une aile réduit la surface agissante au quart, au tiers, on même à la moitié, la résistance est diminuée d’autant, et la machine s’emporte; bien plus, elle concentre toute sa force sur les parties restantes, et s’il n’y a que deux ailes, l’effort sur celle qui reste est double. Les chances d’une rupture totale sont donc imminentes et seraient désastreuses, si l’adresse et la présence d’esprit des mécaniciens ne parvenait il stopper. En effet, dans une machine qni s’emporte, il y a non-Beulement à redouter les chocs violents d’un va-et-vient trop précipité, ou In mitraille des dents lorsqu’il y a des engrrnages, mais surtout un appel de vapeur très-considérable, puisque dans le même temps les pistons engendrent de beaucoup plus grands volumes. Dès lors la vapeur entraînée diminue la pression dans la chaudière, et l’eau, imprégnée de la chaleur d’une tension plus élevée, bout avec violence, se soulève et, entraînée par le courant, pénètre dans les conduits pour se rendre aux cylindres. Làelle oppose un obstacle au mouvement du piston : car elle n’est pas détruite parla condensation comme la vapeur, et à la fin de la course elle est renfermée entre le piston et le fond du cyliudre, sans pouvoir sortir, puisque c’est le moment où l’orifice du tiroir est fermé. Dès que la quantité d’eau est considérable, la soupape du foud du cylindre est insuffisante, et l’eau jaillit ù travers les joints des couvercles, au risque de les briser, ainsi que les articulations. Il y a eu des cylindres défoncés par cette cause, et "avec les pressions en usage maintenant cette voie onverle suffirait à la vapeur pour envahir la chambre des machines et bouillir des chauffeurs, comme le ferait un déchirement de chaudière par vétusté ou par excèis de pression. H faut donc empêcher une machine de s emporter. pur suite d’une rupture d’aile ou d'engrenage, ou eucurc

par l’émersion de l’hélice sur un navire long et à petit tirant d’eau. Or, puisque le modérateur rend la rotation régulière, il peut aussi en limiter la rapidité, en n’agissant qu’au delà d’une certaine vitesse. Pour s’en rendre compte, il suffit de cohsidérer la manière dont il. est disposé et dont il opère. 11 est formé de deux boules portées chacune au bout d'un bras a charnière sur un arbre vertical entraîne par la machine : si la rotation est plus rapide, les boules s’écartent davantage à cause de la force centrifuge. Pour utiliser ce mouvement, les tiges précitées en portent d'autres articulées par un bout au milieu de leur longueur, et par l’autre à un anneau qui entoure l’axe de rotation. Les quatre tiges forment ainsi un losange articulé à scs quatre angles , et si les boules s’écartent , elles soulèvent naturellement l’anneau : celui-ci porte des tiges disposées suivant les localités, pour ouvrir ou fermer le registre de vapeur, et régler ainsi la marche de la machine. Le mouvement est donné à l’axe de rotation de l’appareil par des engrenages, des courroies ou des cordes, et il y a souvent plusieurs poulies , pour changer le rapport des «vitesses.

Le modérateur est réglé de manière à. ce que ses boules Soient à moitié écartées pour la marche normale ; à bord , il doit occuper cette position pour la marche la plus rapide, et tenir alors le registre ouvert, afin de ne pas entraver l’arrivée de la vapeur, et de ne commencer à tourner le registre que si ce point est dépassé , pour le fermer tout à fait et arrêter la machine, si elle s’emporte au delà des limites. Quand l'appareil tourne plus lentement, il n’a aucune action et laisse un passage, libre à la vapeur. Il n’y a pas de danger à stopper ainsi, comme il y en aurait quelquefois à déclancher, en ce que l’on empêche seulemeut la vapeur d’entrer dans les. cylindres et de presser. De la sorte le piston , entraîné par les renvois de mouvement et par l'hélice, qui agit comme nne aile de moulin à vent, est libre de parcourir le cylindre dans une sorte de vide, au lieu d'opposer toute sa force à la rotation. Pour remettre en marche, il suffit de déclancher le modérateur et d’introduire à la main avec prudence. Plusieurs exemples ont montré déjà l’importance de cette précaution : la Pqrrtone a cassé une aile, et la machine a été très-difficile à stopper, à cause de la rapidité du mouvement des déclanches. Avec les méthodes actuelles de guider le tiroir, cela n’est pas à craindre, efen tout cas il faut fermer le registre. A bord du vaisseau l'Agamemnon, la rupture totale de l’hélice Griffith aurait produit un désastre dans la machine sans l’adresse du mécanicien et eur le Caton, celle des dents d’engrenage n’eût pas fait autant de-mal, si la machine eût été maintenne dans ses limites naturelles.

M. Peniï a déjà omployé de la sorte le modérateur sur le Faon et sur plusieurs autres navires, et il est à souhaiter que L’usage s'en répande et qu’au besoin les mécaniciens le confectionnent avec les moyens du bord. Pour les détails d’installation , voir l’article du Dictionnaire.

DÏXAMOHÈTRE.

L’action de l’hélice s’exerçant suivant l’axe d’un arbre, a permis d’en mesurer la force avec exactitude , et de connaître combien de kilogrammes poussaient un navire. Cette expérience était impossible avec les roues à aubes, parce qu’il aurait fallu tenir leur arbre suspendu et retenu seulement par l’instrument. Mais, comme celui-ci demande un peu de jeu, il en serait résulté que les cercles décrits par les manivelles n’auraient plus été parallèles , et qu’elles auraient comprimé violemment la bièle. Au contraire, l’arbre de l’hélice venant presser sur la buttée, il a été facile de faire porter cette dernière sur une tige passée dans la traverse, qui contient le grhin. Ce boulon appuie par l’autre bout sur le petit bras d’un fléau de balance -placé verticalement, et en dessous est un boulon ou charnière servant de point fixe pour la liaison de la balance au navire. Le grand bras s’élève en dessus et appuie, quand on le veut, sur un toc, afin de porter seul l’impulsion de l’hélice. Son extrémité supérieure est unie par une tige à un ressort err spirale contenue d»ns une boite fixée horizontalement, de manière à exprimer les efforts qu:il éprouve par son plus ou moins de flexion. Sa position et sa force1 sont calculées de manière à ce que le fléau n’appuie jamais sur une partie fixe, quelles que soient les irrégularités de la force. En dessus, la spirale est unie à une tige lmrizontale ayant plusieurs rainures pour y placer successivement les crayons lorsqu’on veut avoir plusieurs courbes sans les tracer l’une sur l’autre. Quant au cylindre, il tourne autour de son axe comme celui de l’indicateur, au moyen d’un renvoi de poulies et de cordes joignant son mouvement à celui de l’arbre, de manière à le rendre plus lent : les poulies se changent à volonté, pour modifier le rapport des vitesses du cylindre et de l’arbre. Une feuille de papier entoure ce cylindre; on y trace une ligne exprimant le zéro. Il résulte de cette disposition que le papier tourne dans un rapport connu relalireinent àTarbre, suivant les relations des diamètres des poulies, et que le levier, maintenu parle ressort, cède à l’impulsion et trace par son crayon une courbe, dont la distance à la ligne,zéro exprime l’impulsion de l’arbre d’après le rapport connu des bras de le-

vier et les quantité» dont le ressort cède pour un effort mesuré. L'action do l’hélice étant loin d’être uniforme, la courbe ainsi tracée est une série de zigzags montrant toutes les inégalités de l’impulsion, ainsi qa’on le voit sur les figures de la planche IV. Comme cette forme dentelée empêche d’avoir la distance à la ligne zéro; on divise celle-ci en un grand nombre de parties, de manière à ce quelles ne répondent pas régulièrement aux inégalités de la courbe , on prend les distances pour les marquer à chaque division , et on calcule la moyenne comme on le voit planche IV. Ces calculs ne se font qu’aprè» avoir enlevé le papier, comme lorsqu’il s’agit do l’indicateur. Cette méthode de mesurer la poussée est aussi exacte que celles en usage pour tous les grands efforts , et elle permet d’apprécier parfaitement la manière dont fonctionne l'hélice. Aussi on trouve beaucoup d’intérêt à parcourir les explications de M. Bourne au sujet des expériences du Rallier et de l'Aledo (p. CO et suiv.).

Pour calculer le travail de l’hélice, employée it l'impulsion du navire, on prend la moyenne des tracés du dynamomètre, en les corrigeant des bras de levier de la balance, et leur appliquant l’effort mesuré pour la flexion du ressort : on a ainsi celui exercé sur la buttée. Si, par exemple , c’est 3764 kilogrammes, et que la vitesse du navire soit de 0,9 : on établira que le sillage en mètres par seconde est de 5”, 08, qui, multiplié par la "pression exercée, et divisé par 75, donne 255 chevaux de 75 kilogrammètres. C’est ainsi qu’ont été calculés tous les résultat* des courbes do la PI. IV, mentionnés page Cl et suivantes. 11 est intéressant de comparer ce résultat à celui produit par la vapeur sur le piston , et mesuré par l'iDdicateur, c’est ce qu’on trouve sur les figures de la planche III; mais de la sorte, la différence des deux résultats ne donne que la somme des pertes éprouvées par la machine, tant pour ses frottements que pour ses fonctions , et de celles de l’hélice elle-même , sans qu’il soit possible de savoir d’une manière précise quelle part faire à chacune. Le travail d‘un arbre est mesuré , pour de petites puissances, au moyen du frein du M. Prony, dont l’usage journalier prouve l'utilité ; mais comme cet instrument n'est lié à l’arbre qu’au moyen du frottement de ses coussinets en bois sur un plateau, il ne convient qu’à des efforts auxquels le frottement est capable do résister, c’est-à-dire à celui des machines de 20 chevaux environ, et sur mer nos puissances sont trop grandes pour être mesurées de la sorte. On a donc été réduit jusqu’à présent à calculer la force des machines par des formules inexactes, dès que les conditions

de fonctionnement changeaient ; ou parles «(Torts mesurés sur le piston, an moyen de l'indicateur, sans avoir d’autres éléments que les analogies vagues des petites machines éprouvées au frein , pour savoir quelle part devait être faite aux frottements, à l'inertie des pièces mouvantes, aux diverses fonctions des machines; c’est-à-dirc quelle était la perte de force éprouvée, entre son action première dans le cylindre et son application sur l'arbre. En outre, avec le frein de Prony, ou ne mesure pas le travail pendant qu’il s’opère, mais en le rompluçant par celui exercé sur le frein, tandis que la machine est autant que poesihle dans scs conditions habituelles.

Lorsque la buttée des arbres directement articulés aux machines est formée d’une suite de collets ou d’anneaux comme on le voit décrit pages 497, 332, et parmi les détails do la machine du Dur/uesnc il devient possible d'employer le dynamomètre à le\ ier comme pour les appareils à engrenage. Alors on permet un peu de mouvement au massif qui renferme les collets, afin qu’il glisse sur sa plate-forme et fasse porter tout l’eiïort de l'hélice à la balanoe, comme cela se présente avec la buttée d’un arbre à pignon.

DYNAMOMÈTRE 1)E M. TAURINES.

Un nouvel instrument vient de permettre de mesurer avec exactitude les forces des plus grandes machines, pendant qu elles produisent leur travail, et de distinguer les pertes dues d’un côté à la production de cette force par la machine, et de l’autre à son emploi par le propulseur. 11 mesure exactement la puissance de l’arbre lui-même; de sorte que la différence de ce résultat à celui de l'indicateur, donne d'un côté les pertes de la machine , et de l’autre celle imputable à l'hélice , par la différence avec l'impulsion produite sur le navire. C est aussi un excellent moyen d’apprécier les qualités des différentes hélices, puisqu'il montre réellement la quantité de force qu'on leur a donnée et qu’il mot de côté toutes les incertitudes des calculs. Cet instrument ingénieux est dû à M. Taurines, et il est formé do deux bras, doubles ou balanciers, clavelés chacun sur un des bouts de l’arbre, à l’une de ses interruptions, d’une manière semblable à celle des plateaux du joint brisé de M. Mazcline, représenté, PI. XI : chacune des portions de l’arbre est maintenue dans un palier. Les bras, dont il vient d’être question, sont placés d’équerre et joints par leurs extrémités avec des ressorts plats plus

minces au milieu qu’aux bouts et fixés dans les extrémités des bras. Ces lames d’acier ont une courbure dont elles ne s’écartent que si en cherchant à changer d'angle les bras, on tire sur elles , ou si on tend à les comprimer : l’instrument est disposé pour qu’elles agissent plutôt par traction. Quand l'arbre des manivelles tourne , il n’entraîne donc celui de l'hélice qu’au moyen de ces lames d’acier, dont la déformation sert de mesure à l’effort, comme celle d’un ressort quelconque. Pour connaître cette deformation , chaque ressort porte à son milieu une traverse, et les extrémités de ces deux nouvelles pièces sont réunies par des lames d’acier, de manière à entourer la première partie-du mécanisme. 11 en résulte que si les traverses tendent à ee rapprocher, parce que les premières bandes cherchent à devenir droites, les nouvelles bandes, au contraire, se courbent et mesurent aussi l'effort par leur déformation. Elles attirent de la sorte un ressort auquel est fixé un crayon tournant avec les arbres, ainsi que tout le système précédent , .et traçent une courbe sur lè papier d’un cylindre fixe placé autour de l’arbre. Un second crayon, entraîné par le mouvement général, trace sur le papier la ligne de zéro, c’est-à-dire celle répondant au point où aucun effort ne tend les ressorts, et les ordonnées de la courbe relativement à cette ligne, don tient la somme des efforts pendant une rotation : elles marquent par leurs ressauts les inégalités de la résistance , comme celles dont il a été question, montrent celles de la poussée. Relativement aux forces -qu’il mesure, cet instrument est très-délicat, et sa rupture exposerait à de graves avaries, si on n’était prêt à stopper, ou s’il n’y avait pas à bord de régulateur centrifuge. 11 donne de très-bons résultats avec les machines équilibrées de manière à ce que leur elTort de rotation soituniforme; mais il est à craindre qu’il n’en soit pas de même avec les appareils n’ayant que deux manivelles avec des bielles très-courtes, et même dans ceux dont les manivelles , quoique au nombre de quatre , sont calées à angle droit. SI. Taurines a déjà obtenu des résultats très-exacts dans divers ateliers, et il a utilisé son dynamomètre pour une série d’expériences très-curieuses sur diverses formes d'hélices et différentes proportions de diamètres aux pas et aux surfaces : il a employé un de ces appareils sur la machine du Primauguet et va même en exécuter un pour le vaisseau à trois ponts la Bretagne, dont la machine développera certainement plus de 2000 chevaux. 11 aura résolu ainsi un problème impossible jusqu'à ce jour, celui de mesurer exactement les plus grandes forces que nous puissions produire. .,