PROPULSION DES NAVIRES PAR LES ROUES A PALES

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PRINCIPE DU 70NGT10MNSMENT

. Le propulseur mécaiiifue le pins ancien el le plus généralement employé pour les navires à. vapeur, est la roue à aubes, qui a même été appliquée bien a\ant à des baleaux^ pour être nnie à bras ou par manège (p. 263).

Les roues à aube^ propulsives sont construites, en principe, comme les roues hydrauliques motrices à palettes planes; elles se placent généralement sur les deux flancs du navire, et sont montées aux extrémités de Tarbre à manivelle de la machine, lequel e$t disposé, à cet effet, perpendiculairement à Taxe longitudinal da biateau. On construit aussi des baleanx à vapeur avec les deux roues reportées tout SI tait à Tarrière et effacées de façon qu'elles ne présentent aqcune saillie sur la coque; cette disposition est appropriée à la navigation sur les Canaux etrivières étroites. Il existe également une disposition qui rappelle lés steamboats américains pour la structure générale, et dans laquelle le corps principal du bâtiment repose sur deux bateaux jumeaux, entre lesquels une roue propulsive, unique, est installée.

Le diamètre et la position du qentre des roues étant combinés pour qu'elles plongent dans l'eau d'au moins la largeur des palettes qui garnissent la circonférence, le fluide oppose au mouvement de rotation, transmis par la machine, une résistance qui devient la mesure de la puissance absorbée, niais qui est utilisée en même temps pour le mouvement imprimé au navire, lequel cède à celle espèce de point d'appui el s'avance dans le fluide en surmontant une résistance correspondante.

Pour bien fixer les idées sur ce fonctionnement, considérons un bateau muni sur ses deux flancs d'une roue portant des aube^, dont l'axe de rotation est en même temps celui de l'arbre à manivelle du moteur.

La machine transmettant un certain effort qui tend à faire tourner l'arbre et les deux roues à aubes, il se produit ici un effet que l'on peut comparer, d'une manière approximative, avec ce qui a été expliqué précédemment (p. 186), à l'égard des machines locomotives posées sur la voie d'un chemin de fer. La roue à aubes sollicitée par son axe au mouvement de rotation, il peut se produire, pour un temps trèscourt, deux effets différents que nous allons essayer de faire comprendre, n. 37

Le rayon de la roue, sous Tefforl transmis à Taxe, peut obéir en cédant par l'une ou l'autre de ses extrémités, suivant le rapport des résistances qu'elles éprouvent.

Si, par exemple, l'inertie du navire est telle qu'il semble comme amarré, le centre restera fixe et la roue tournera sur elle-même en surmontant, par ses aubes, la résistance totale de l'eau.

Si, au contraire, la résistance du navire pouvait être nulle, le rayon semblerait comme arrélé par l'eau à son extrémité inférieure, et le centre s'avancerait ainsi que le navire; il en résulterait le mouvement de roulement propre aux locomotives, mais exécuté sur l'eau.

Or ces deux effets, qui s'observent très-bien avec les véhicules posés sur des voies rigides, ne peuvent pas se produire dans le cas que nous* examinons actuellement, et cela, par les motifs suivants :

Un navire libre, eh eau morte, quelle que soit sa masse, ne peut jamais être regardé comme immuable, pas plus^quc le fluide qui le porte ; et la résistance qu'il oppose au mouvement, au lieu d'être sensiblement fixe comme celle d'un même train sur sa voie, est au contraire extrêmement variable^ suivant la vitesse qu'on tend à lui imprimer.

D'autre part, l'eau n'étant pas un corps solide ne peut être iin obstacle absolu au mouvement des palettes et leur cède, au contraire, mais en résistant.

Par conséquent, aussitôt que les roues à aubes sont mise^ en mouvement, les deux résistances, l'eau et le navire, cèdent dans un certain rapport. Le nairire n'obéit d'aboi'd que très-peu et commence à se mouvoir avec une faible vitesse, ne donnait lieu qu'à une faible résistance de la carène; en même temps l'eau est fortement repoiissée en arrière par les aubes, mais en leur opposant une très-grande résistance. Tant que cette dernière prédomine sur celle opposée par la carène, le mouvement du navire s'accélère; mais au fur et à mesure que cette vitesse s'ac* croit, la résistance par la carène s'élève rapidement, comme on l'a vu ci-dessus, tandis que l'énergie des aubes diminue, puisque, partageant le oiouvemeni du navire, elles frappent un fluide qui semble maintenant lés fuir.

Donc, il vient un moment où la résistance de la carène est juste équivalente à celle que l'eau oppose au mouvement des' aubes, el à partir duquel la vitesse du navire, cessant de s'accélérer, est parvenue h l'uniformité. Elle ne pourrait maintenant s'accroître qu'en augînentant celle des roues à aubes, en faisant développer aux machines motrices un supplément d'effort.

A cet état de mouvement uniforme, la puissance et la résistance se font exactejnenl équilibre; la résistance delà carène est égale à celle engendrée par le mouvement des auhesy et si ces dernières n'éprouvaient pas de re6\d, la quantité de travail absorbée par la résistance de la carène serait théoriquement égale h celle transmise aux roues par la machine motrice.

, C'est donc sur cette définition que sont basées les règles qui permettent de proportionner les roues à aubes au navire auquel elles doiveht être appliquées. Le pro^ bième se résume en disant : qWil faut créer un équilibre de résistance entre la carène et Vaubage des roues. Seulement, cette détermination est un peu complexe, ear une roue composée de, palettes qui attaquent: le fluide en se succédant à des intervalles

plus ou moins: rapprochés, et sous^ direrses inciinaisotis, ne peut pas èlrecoinp<irée, pour la simplicité, à la carène du navire dont la section bien déterminée ne varie, pour le même bâtiment, que par le degré d'infïmersion plus ou moins considérable. Enlin, il est possible d'attribuer à la section plongée du navire une résistance spécifique par unité de surface et de vitesse, tandis que pour les roues la surface résistante est moins facilement définie.

Si chaque roue d'un navire n'avait qu'une pale ou une seule aube en action à la fois, on dirait que la résistance que le fluide lui oppose est proportionnelle à sa surface et au carré de la vitesse effective, en tenant compte de la valeur particulière du coefficient K (p. 272), afférent à la fonneducorps plongé en mouvement. Mais si plusieurs paies sont. plongées simultanément, il n'est plus possible de compter sur le même effet pour chacune, attendu que, l'une marchant devant l'autre, dles se masquent réciproquement et fi*appent des veines liquides qui ont déjà reçu des précé* dentés un mouvement très-sensible.

Néanmoins^ il est évident que la roue éprouve plus de résistance pour engager plusieurs aubes ensemble que pour une seule^ et, en somme, on doit prendre pour base : la résistance totale qu'um roue éprouvée dans son ensemble, avant toute autre distinction entre la forme des aubes et leur nombre agissant à la fois.

Pour parvenir à donner quelques notions sur ce sujet, que nous ne pouvons cependant examiner que succinctement, il faut préalablement étudier les conditions que doivent remplir les différentes parties qui composent une roue à pales, telles que : vitesse des aubes, recul, dimensions radiales et transversales, etc«