DESCRIPTION ET DÉTAILS DE CONSTRUCTION DES HÉLICES

i^ Hélices à deux ailes simples (fig. 461, voy. plus haut).

En bronze sur les navires en bois, en fonte de fer ou en acier avec ailes rapportées sur le moyeu pour les navires en fer, pour prévenir l'effet galvanique.

Comme solidité et poli, les hélices en bronze sont préférables; aussi les cuirassés en fer en ontils malgré l'inconvénient signalé, qu'on diminue d'ailleurs en appliquant des pointures métalliques spéciales sur la carène. On les coule dans des moules çn sable saupoudrés d'ardoise pilée, ce qui dispense du polissage. Jusque vers 750 chevaux nominaux, les ailes viennent de fonte avec le moyeu, au delà, le danger de non homogénéité serait tel qu'on préfère les hélices à ailes rapportées.

Fig. 462.

2'' Hélices Mangin (fig. 463). Parfois on augmente un peu le pas

des ailes de VJK afin de compenser l'infériorité de leur appui dans l'eau; cela permet de diminuer un peu la distance des deux branches. Ont moins de chances de déformation pendant la coulée que les hélices équivalentes à deux ailes simples.

Celles à ailes triples sont abandonnées.

3"* Hélices à moyeu sphérique et à ailes rapportées (fig. 463). — Moyeu claveté sur l'arbre et pourvu de quatre ou six évidements où s'emboîtent à fond les tenons des ailes. Des cavités intermédiaires permettent l'emmanchement des clavettes dont les extrémités sont noyées dans l'épaisseur du moyeu et recouvertes de tampons de bronze. Les cavités sont remplies par des morceaux de bois dur, solidement coincés et recouverts ensuite de cuivre rouge.

UACHINES A VAPEUR MARINES

Ont quatre ou six ailes à pas d'entrée (celles à quatre ailes sont les meilleures). L'axe des tenons est placé de manière à se raccorder en plein sur l'épaisseur de l'aile. Sont employées sur les grands cuirassés à une seule machine, à cause de la possibilité de remplacer très promptement une aile cassée, mais le diamètre énorme du moyeu nuit beaucoup à leur action.

4^ Les hélices nonvellas à A branches venues d'an seul {et avec le moyen. — Pas constant, ailes limitées par deux cylindres dont les intersections avec la surface hélicoïdale se projettent suivant des arcs de cercle.

Tracé d'une hélice de ce genre.

— Traçons les circonférences extrêmes des ailes et du moyeu.

Soit oa la médiane d'une aile ordinaire; le rayon 06 fait avec cette lignç un angle de 20° en arrière du sens de la rotation pour la marche avant.

Prenons oK égal au i/5 de oa, l'arc K6 qui est la projection de la médiane devant être tangente à la médiane au point Ket passer par le point 6, on aura son centre à la rencontre K' de la perpendiculaire éleyée enK sur oa et de cclleélevée sur la corde K6eten son milieu. Les arcs mnp et qrs qui limitent les ailes sont déterminés parles longueurs des fractions de pas partielles correspondantes à certaines parties de l'aile plus ou moins éloignées du centre; si nous supposons trois sections faites : i« àla naissance de l'aile ; 2<> à la moitié du rayon et enfin à l'extrémité de l'aile, et que les fractions de pas partielles à ces distances soient pour la naissance 0,43, pour le milieu 0,06 et pour l'extrémité 0,04, si nous décrivons des arcs du point 0 comme centre avec les longueurs indiquées pour rayon et que de chaque côté de la médiane, nous portions des quantités égales à la moitié de ce pas total par la fraction de pas partielle, nous obtiendrons les points mnp, pour lalimite de l'arc d'entrée et qrs pour l'arc de sortie. Pour avoir la fraction de pas total, il suffira de multiplier la fraction de pas

Fig. 463.

PROPULSEURS

partielle par le nombre d'ailes. Cette fraction de pas va en croissant de Textrémité de l'aile au moyeu.

Les ailes sont dévoyées en arrière, cette forme diminue beaucoup les trépidations à l'arrière.

Gonstmction d'une hélice à A ailes ordinaires (fig.464). Pour construire une hélice, il faut connaître ses éléments : 1® son diamètre; 2® la fraction de pas partielle à différents points de l'aile ; 3** le nombre d'ailes, leur épaisseur à leur naissance, à leur extrémité.

Représentons la projection horizontale d'une hélice dont la circonférence extrême est OR. Du point 0 comme centre, décrivons la circonférence du moyen OM et deux autres circonférences concentriques passant par la moitié et les 3/4 du rayon;

Fig. 465.

soient of et od ces circonférences. L'hélice ayant quatre ailes

également réparties sur le moyeu, traçons deux diamètres perpendiculaires qui nous représenterons les médianes des ailes. Pour trouver des points qui limiteront les ailes, prenons les fractions de pas partielles à l'extrémité, aux 3/4, à la moitié et

au moyen de l'aile.'Multiplions les circonférences R, — y- , -^

par ces fractions partielles, nous aurons la largeur de Taile en chacune de ces positions, portons la moitié de ces quantités de chaque côté de la médiane, nous aurons les points qui limitent les ailes.

Pour avoir la projection verticale, traçons Taxe AA, d'une aile verticale et celle du moyeu et projetons sur cet axe les points milieux R, d, f, m. Pour avoir la longueur de Taile dans le sens de Taxe en ces points, multiplions le pas total par les fractions de pas partielles, nous aurons les longueurs demandées, portons les moitiés de ces quantités de chaque côté de R' d' f m! nous obtiendrons en joignant tous ces points le profil de Taile. Pour obtenir les différentes sections aux points H' d! f m', cherchons Tinclinaison de l'aile ou de la directrice en chacun de ces points. Nous savons que cette inclinaison est donnée par l'hypothénuse d'un triangle rectangle dont un des côtés de l'angle droit est le pas et l'autre le développement de la circonférence, et comme pour réduire les dimensions du dessin, nous pouvons diviser la circonférence développée et le pas par 2 tz pour avoir les inclinaisons que nous cherchons, nous élèverons en 0' une perpendiculaire 0' 0', égale au pas divisé par 2 ir et nous joindrons 0'^ aux points R' /' d' et m', les longueurs 0 R', 0 D', 0 /* et 0 m' représentant les circonférences décrites de 0' avec ces longueurs pour rayons, que l'on a divisées par 2 ir. Les droites Oj R', 0^ d', Oj f , Oj m représenteront les inclinaisons; pour avoir la longueur, nous n'aurons qu'à projeter la largeur du profil de l'aile sur ces directions et porter l'épaisseur sur une perpendiculaire élevée aux points milieux R', d', f, m'.

Pour avoir la vue de bout d'une aile, comme l'extrémité e e' se projette parallèlement, par le centre 0', il suffira de lui mener une parallèle e, e', et d'abaisser les perpendiculaires e e, e' e' qui la limiteront, mener n n' parallèle à l'inclinaison n n' du moyeu, et raccorder les extrémités de ces droites qui donneront la projection de l'aile vue debout.

Tracé d'une hélice à ailes courbes rejetées en arrière (ûg. 466). — Cette hélice est à génératrice droite. La directrice est une spire ordinaire à pas constant.

Les lignes médianes ont pour projections sur le cercle des spirales construites de la manière suivante : soit CD le rayon de l'hélice, traçons la circonférence de l'extrémité des ailes, prenons l'arc AB de 42° à 44®, partageons-le et le rayon en un même nombre

PROPULSEURS

départies égales, cinq par exemplejoignons les points de division de Tare AB au centre, par chacun des points de division du rayon BC, décrivons des arcs concentriques, les points de rencontre des rayons et des axes de même numéro donnent les points de la courbe GB, qui est la projection de la ligne médiane de Taile. Pour terminer la projection de Taile, il suffit de porter de chaque côté de la ligne médiane des portions d'arc correspondant aux demi-fractions de pas partielles, c'est-à-dire que pour obtenir les points e et / par exemple, il faudra obtenir la valeur de l'arc e ^en degrés donnés par l'égalité c / = 360 x fraction de pas partielle en ce point du rayon. Si la fraction de pas vaut 0,020 aux 4/5 du rayon, e f =: 360^ x 0,02 = 7»; il faudra donc porter 3^5 de chaque côté du point 0 en joignant les points obtenus par une

^llft^

Wiel

, .../fr ytj'A

Fig. 466. — Vues 1 et 2.

courbe, on obtient la projection de l'aile. Les bords extérieurs de ces ailes sont légèrement arrondis.

Connaissant le diamètre du moyeu, on peut en tracer la projection complète. Pour tracer le profil (vue 2) la ligne médiane étant

rejetée en JK, d'une quantité donnée par la proportion : -^ — =

; soit 6m sa position : divisons ab en autant de parties égales

que AB, menons les ordonnées qui représenteront des rayons et projetons sur chacun d'eux les points de rencontre des arêtes de l'aile avec chacun de ces rayons, nous obtiendrons la projection de l'aile.

594 MACHTNES A VAPEUR MARINES

Si les lignes médianes des ailes étaient des lignes droites, les ailes seraient projetées comme les vues pointillées 1 et 2. On obtient la vue 2 pointillée en portant aux points K, K', K". K'" du rayon m K et de chaque côté des longueurs égales à la moitié du produit du pas P par la fraction de pas correspondante. Pour obtenir la section des ailes aux points K K' K" K'", prenons m n

égale au pas divisé par 2 ti f -^ — ) et joignons ce point aux points

K K' K" K"' les obliques n K, n K', n K", n K'" donnent l'inclinaison de la section de Taile pour les divers points du rayon médian que ces obliques coupent.

Tracé de l'hélice du « Foudroyant ». — Pas constant, génératrice droite, arôte de sortie limitée par un plan diamétral passant par Tare, arête d'entrée limitée par une surface courbe passant aussi par Taxe.

Données : D =: 5'",200, P = 6'",700. — Fractions de pas partielles à l'extrémité des ailes 0, 022, aux 4/5 du rayon 0, 06, aux 3/5 0,095. aux 2/5 0,123, au 1/50, 143.

Diamètre du moyeu. — Face Al 1 mètre. Face ^îV. 0™, 610. Longueur 1"*,500. L'arête de sortie est à 0"*,27 de la face arrière.

Tracé : i^ Projection horizontale (ûg, 467). — Décrire des circonférences de rayons: 2™,600, 2'",080, 1"S560, 1°»,040, 0™,520. Tracer deux diamètres perpendiculaires qui représentent les arêtes de sortie*

Pour avoir les arêtes d'entrée, déterminer un de leurs points sur chacune des circonférences. Ainsi la fraction de pas à l'extrémité étant 0,022, le nombre de degrés contenus dans l'arc qui limite l'aile à ce point est : 360** x 0,022 = 7^92 ou 8*^. Donc, porter des arcs de 8® à partir de chacune des pointes A, B, C, D, procéder d'une façon analogue sur les autres circonférences. On trace ainsi par points l'arête cherchée et en prenant le milieu des arcs, la ligne médiane de l'aile. Pour avoir la coupe de l'aile, porter à partir de la ligne médiane sur la circonférence OA l'épaisseur a ce point, c'est-à-dire 0°*,025 et du côté de l'arête de sortie sur la circonférence OA^, 0°»,068; sur OAj, 0°»,103 sur 0A„ 0°*,115 et 0°»,116 du côté de l'extrados. Sur OA^, 0°»,150 etO"»,050.

Les ailes sont terminées par dos angles arrondis et par des congés qui les raccordent au moyeu. Calculons la longueur des arcs compris entre les arêtes d'entrée et de sortie; chaque arc est égal à sa circonférence multipliée pur la fraction de pas correspondant. Ainsi pour les 4/5 du rayon, il vaut : N x 4,16 x 0,06 = 0">,784.

Pour tracer la vue de profil, (fîg. 467), tracer le moyeu, élever la perpendiculaire MN et à 0,27 de la face M., projeter sur cette

PROPULSEORS

perpendiculaire les points A, A^ Aj, en A', A'^, A'j. Projeter ainsi a, Oj a^ en 6', 6'^, ô'j. Portons sur chaque ligne de projet- Lion, à partir de A'A'^ des longueurs égales au pas muUi[ïlié piir la fraction de pas correspondant. Ainsi, à partir de b': C"S7t> x 0,02S = 0,147, on aura un point a' de la projection de Taretc d'entrée. Prenons a\ b\ et élevons une perpendiculaire à teUe ligne, la

Fig. 468.

Fig. 467.

Fip. 4r»9.

rencontre de cette perpendiculaire avec la ligne de fïrojrrlion du point Cj, rencontre de la ligne médiane de l'aile avcr la lircuiifûrence de rayon OA^ donnera le point e\ appartenante hi pi ujc<'lion de profil de la ligne médiane. Procéder de même en porlani a'2 ô'a = 6°»,70x 0,06 = 0™,402, les courbes passant p.»r l(\s poirils A'i, c\, a\y et A'2, e'2, a'2, sont les projections des arcb; A, a^, A , a^. En continuant ainsi pour chaque section, on obtient la prop^rHuii de l'aile supérieure. Obtenir de même celle de rnilc ihiïrif.MUo. Pour projeter l'aile horizontale OB, projeter d'abord h- |>iiiiil Ifg en B'g, puis le point K5 en K's. \^\ et K'^ appartienneni a tnu^ dïic^:trice sur le moyeu, laquelle est une hélice géomélri([tir (riin pan égal à celui de l'hélice (6™,70).

On peut la déterminer et porter de B'^ en Kq uwh paitie rie cette hélice. Portant au-dessus de cette hélice, 0°*,1&0 il O^^OSO en dessous, nous aurons la forme de la section. Bj et B" flùtcrmiiicrit

bd6 IIAGHINfiS A VAPEUR MARINES

la projection de Tarête de sortie; B" et K', (projection de K) sont les deux extrémités de Taile. En portant l'épaisseur 0",025 normalement à K' B", on a la vue de l'aile par le bout.

Pour déterminer par points la projection de l'arête d'entrée, projeter Kj, Kg, en K^, K', et «", e'\ en (^i, Q^y pour avoir la ligne médiane. Pour avoir les vraies grandeurs des sections Aa, A|a, (fig. 468) tracer mn et p^, prendre Q p = 2",60, porter p« = BK développée = 0",359; p^ V| = arc B' K', mener par pp, des parallèles à MN, porter sur chacune et de chaque côté de PQ des longueurs égales aux fractions de pas correspondantes.

(P« = 0™,147; P'i i\ = 0",402) «f, «f, représentent les inclinaisons des sections; toutes ces obliques doivent se rencontrer en un point H de MN, et QH est égal au pas divisé par 6,28. Il n'y a plus qu'à porter normalement à ces lignes les épaisseurs de la section verticale (fig. 467) et tracer les courbes qui limitent ces sections. A la section faite au 1/5, on porte sur l'oblique Hr^ une longueur JJ'

aleà K'4 B'^de la figure 468 pour représenter les congés de l'aile.