PBOPORTIONS ET PUISSANCE PROPULSIVE

On peut appliquer à l'hélice, comme organe propulseur, la plus grande partie des raisonnements à l'aide desquels on détermine la puissance des roues à pales. Ainsi, on en considère : la résistance relative, la vitesse comparée à celle du navire et le recul, pour la définition desquelles propriétés nous pourrons renvoyer à ce qui a été dit précé4emment à propos des roues.

Mais les conditions très-variables de la structure des hélices rendent leur étude beaucoup plus complexe que celle des roues à pales, et les lois qui permettent d'en proportionner les.dimensions à celles du navire ont été beaucoup [dus déduites de l'expérience que de la théorie. Nous ne pouvons du reste exposer ici que les notions les plus générales sur cet important sujet qui à fourni à lui seul la matière d'^ou-^ vrages spéciaux très-importants.

Principe de l'action propulsive. — Comme la roue à aubes, l'hélice doit agir sur la veine liquide qu'elle attaque, de façon à lui faire développer une résistance utile égale et contraire à celle éprouvée par la carène du navire, pour un siUage déterminé. Cette résistance étant théoriquement proportionnelle à la section de la v€ine et au carré de la vitesse qu'on tend à lui communiquer, elle dépend alors :

l^* De la surface du disque projeté de l'hélice, c'est-à-dire de la section transver-. sale du cylindre auquel sa courbure extérieure appartient, diminuée de celle du noyau central (section qui est ordinairement très-faible et que Ton néglige);

i?. De la vitesse de la surface a|^ntè de l'hélice, laquelle vitesse résulte de la combinaison du pas et de la vitesse de rotation*

Pour se faire une idée de la surface agissante d'une hélice^ il faut lui substituer, parla pensée, un plateau plan, de même diamètre, qui s'avancerait, sans tourner.

en §em contraire de la marche do navire, et dont TaTanceinent à Tunité de temps serait égal h celui de Thélice dans un écrau fiie et solide.

\a pulManee propulsive d'an tel plateau serait nettement caractérisée par sa surface et fa vilCMe d'oyancemenl, et aurait aussi pour expression le volwme cyiindriqw qu/tl entendre à l'uniii de tempn.

Si nous revenons ù rfaélice, il est clair que le volume cylindrique qu'elle engendrerait serait le même, et, déplus, il serait engendré- aussi bien par un seul de ses éléments hélicoïdaux (le rayon AC de la lig. 148 de principe), que par Télenduc de sa surface gauche développée sur plus ou moins d'un pas.

En adoptant ce principe au pied de la lettre, on en déduirait qu'une hélice propulsive, qui tourne mais n'avance pas, pourrait aussi bien se composer d'un élément de surface hélicoïdale compris entre deux rayons très-rapprochés, que d'une surface développée sur retendue d'un pas complet et plus. Cette hypothèse est pratiquement inexacte, car si cet élément de surface, que Ton peut appeler une aik, avait trop peu d'étendue, le fluide, qui n'a pas la consistance d'un écrou solide, s'ouvrirait devant elle sans opposer de résistance suffisante. Mais cette hypothèse est vraie, en ce sens que le développement complet du pas est inutile, et que, loin d'être d'un meilleur effet qu'une fraction plus ou moins grande,* il s'oppose an contraire au dégagement du fluide repoussé et donne lieu à qn engorgement nuisible, créant un surcroît de frottement qui absorbe de la force motrice en pure perte.

Ainsi, la première hélice employée par Smith était formée d'un filet simple, mais faisant deux tours, c'est-à-dire présentant deux pas complets; réduite à un tour par suite d'une rupture accidentelle, elle donna de meilleurs résultais qu'avec deux; enfin , ce navire d'expérience, YArchimèdé, fut muni d'une hélice composée de deux demi -pas ou deux filets, et actuellement on en construit de semblables, à deux ailes, dont la surface totale projetée représente moins du quart du disque complet, et chacune, par conséquent, du huitième du pas. On en fait aussi de plus étendues en surface, et qui sont composées de 3, 4 et 6 ailes.

L'expérience seule pouvait indiquer le paHi à prendre à l'égard de formes si diverses, et les conditions particulières de leur application./ Il fallait d'ailleurs trouver pratiquement la relation du pas avec le diamètre, pour deux ou plusieurs filets (on ne fait pas d'hélices propulsives à moins de deux ailes), et surtout combiner ces dimensions avec la résistance du navire, et avec ses dimensions mêmes qui limitent le diamètre à employer.

Néanmoins on peut adopter comme base de l'établissement des hélices :

i® La résistance relative, qui signifie la section plongée du maître-couple comparée à celle du disque projeté des ailes. On a reconnu, comme pour les roues à aubes, qu'il y a avantage h rendre ce rapport faible, ce qui correspond à un plas grand diamètre d'hélice et à une plus faible vitesse d,e rotation ;

^ LepaSf qui se combine avec la vitesse de totatipn, et qui, à sillage égal, deviendra d'autant plus grand que Ton sera parvenu à plus faible résistance reUaioe, puisque celte condition correspond à une moindre vitesse rotative;

S<^ Le recul, qui met en évidence l'utilisation directe du propulseur et qui montre

le rapport à établir, à priori, entre ravancement théorique de Thélice et le sillage à obtenir.

Les relations h établir entre ces conditions diverses ont été Tobjet de recherches minutieuses en France et en Angleterre. On cite celles exécutées en i843, par M. Cave» sur la Seine, avec le bateau YOise, et celles plus complètes à bord du Pélican, par MM. Moll^ ingénieur de la marine, et Bourgois, lieutenant de vaisseau. Nous

allons indiquer les conséquences qui ont été déduites de ces dernières expériepces.