KS „ S

— r- ou K — .

Par conséquent^ les valeurs inscrites en regard du facteur K sont les quo-

S tients -t^, pour tous les diamètres d'hélices soumises à Texpérience.

Supposons, par exemple, qu'il s'agisse de trouver le diamètre et les autres dimensions deThélice, pour un navire ayant pour section plongée S' et pour résistance élémentaire K', et dont la classe corresponde à la résistance relative de la table = K x 2.

Si Ton admet que ce navire doiVe réaliser la même qualité d'utilisation que le Pélican, auquel sont rapportées les valeurs du tableau, il faudra que son propulseur ait d'abord une résistance relative égale, c'est-à-dire :

d'où l'on tire :

V^xN/Î-

Si ce navire csl taillé de façon qu'il ait iinc m.'mc résistance élémentaire que le Pélican, on aura K' » K, d'où :

Donc, le diamètre cherché, pour Thélice présentant même qualité propulsive, aura pour valeur :

De ce diamètre on déduira le pas, la fraction de pas et l'étendue des ailes d'après le nombre adopté.

Si la résistance élémentaire n'était pas la même que celle du Pélican prise pour type, et égale h 6 kil., ainsi que nous l'avons dit précédemment, le diamètre devrail donc être multiplié par la racine carrée des deux résistances, c'est-à-dire par :

Terminons cet aperçu par un exemple, que nous empruntons, avec les déductions qui l'accompagnent, au traité de M. John Bourne, traduit par H. le contre-amiral Paris.

Exemple. — Déterminer le diamètre et les proportions de l'hélice d'une corvette ou paquebot de grande puissance, dont la maîtresse section S = dS^^li, et eu " admettant que ce navire ait môme résistance élémentaire que le Pélican.

Pouvant appliquer à ce navire la résistance relative du tableau K x i, et, par l'égalité de résistance élémentaire, n'ayant pas à se* préoccuper du coefficient K, on trouve pour le diamètre :

Si l'on adopte une hélice à 4 ailes, le tableau indique, pour cô genre d'hélice et pour la résistance relative K X 2, que le rapport du pas au diamètre égale 3,080. Le pas de cette hélice sera donc ;

La table indiquant, pour le même cas^ 0,294 pour la fraction totale de pas, il

sVnsuit que chaque aile, projetée perpendiculairement à Taxe de rotation, présentera

en longueur :

Projetée, au contraire, dans le plan du disque, chaque aile représente un secteur

égal à :

360 X 0,29i oan imi A

j—^ — = 26®, 46 degrés. .

HÉLICE PROPrLSIVE. 32S

EUc correspond à :

de la superficie du cercle décrit par son extrémité.

Les proportions de rhélice une fois déterminées, il reste à fixer le nombre de tours que la machine doit lui faire faire pour obtenir le sillage proposé. Ce problème renferme, comme incertitude, la question du recul. Mais comme les dimensions déduites des observations de MH. Moll et Bourgois doivent correspondre au meilleur effet, c'est-à-dire au moindre recul normal, et que la classe même attribuée au navire sous-enlond un certain degré de vitesse de marche, il. suffira d'augmenter cette marche du recul ihoyen trouvé par les expérimentateurs, et de baser là-dessus la vitesse de rotation de Thélice. Si, après la construction du na\ire, il se trouvait que l'on a commis une petite erreur, il suffirait de changer un peu la vitesse de la machine motrice, qui doit toujours être établie de façon à supporter une variation de quelques tours sur la vitesse qui lui est attribuée à prmH.

Pour achever de faire comprendre cette proposition, admettons que le na\ire, pour lequel l'hélice vient d'être déterminée, soit appelé à acquérir un sillage de 42 nœuds, la puissance de la machine étant d'ailleurs basée sur cette vitesse. Sr l'hélice calculée procure une bonne utilisation, il est pr^sumable que le recul normal, en eau calme, n'atteindra pas 0,30, valeur que nous adopterons pour notre exemple, pour calculer la vitesse maximum que l'hélice doit posséder.

En conséquence, si le recul égale 0,30, l'avancement théorique de l'hélice doit être égal à 1,30 x V (p. 292)' V désignant la vitesse du navire par minute.

12 nœuds correspondent, par minute, à :

V = li4i«Ël! = 370-iO.

bO

L'hélice doit donc fournir cet avancement multiplié par 1,30; et comme sa progression théorique par tour est égale à son pas, qui a été trouvé ci^dessus de O'" 152, le nombre de tours à effectuer par minute devient :

La machine devra donc fournir environ cette vitesse pour obtenir, en condition favorable, le sillage proposé.

M. Bourne fait à fet égard les observations suivantes :

<x Au moyen d'une méthode semblable il n'y aura pas de difficulté à fixer, pour telle classe et. telle dimension de navires, les proportions de l'hélice qui donneront un maximum d'utilisation, que l'hélice choisie soit à deux, quatre ou six ailes.

< La principale différence que produira l'accroissement du nombre d'ailes sera de diminuer la vitesse de la machine, car un grand pas est propre à une hélice à beaucoup d'ailes, et un grand pas comporte une machine lente, afin qu'il n'y ait pas un accroissement nuisible de recul.

326 "moteurs a VAPEUR.

c Dans le cas où la machine esl directement liée à Thélice^ et où l'on craint qu'elle ne se meuve avec une vitesse nuisible, il y a deux modes pour diminuer cette rapidité : Tun est l'emploi d'un engrenage, l'autre celui d'une hélice à ailes nombreuses et à grand pas.

a Ce dernier moyen parait préférable^ excepté dans le cas où îbélicc serait élevée dans un piiils, et où il faudrait, par conséquent, adopter une hélice à deux ailes. »

A l'exemple précédent, nous devons ajouter que, pour que le diamètre trouvé puisse s'appliquer aux dimensions du bâtiment, il faut que le tirant d'eau soit tel que l'hélice soit constamment immergée, et môme recouverte d'une lame d'eau d'au moins 50 à 60 centimètres d'épaisseur. Autrement, si la partie supérieure du disque est près de la surface de l'eau, cette dernière n'offre en cet endroit qu'une faible résistance et peut être soulevée et dispersée sans réaction utile suffisante.

A l'égard de cette inégale résistance éprouvée par le disque de l'hélice à différentes hauteurs de son immersion, M. le contre-amiral Paris relate un fait singulier qui lui parait dû à celte condition; c'est queThélice ne pousse pas le navire en ligne droiie, effet qui se trouve atténué par la barre dans la marche en avant. Mai:», en roauceuvrant, lorsqu'on marche en arrière, le gouvernail est sans action et le navire tourne sur lui-môme. Cet officier supérieur cite le Montebello, qui, dans cette condition, a abat toujours sur bâbord et fait ainsi^le 4our complet de l'horizon en dix minutes. >

Cependant, cette parUcularité n'est pas regardée comme un incouvénîent sérieux, et peut même être, dit-on, utilisée dans certaines circonstances.

En somme, MM. Moll et Bourgois^ en terminant leur mémoire, ont formulé leur opinion sur la comparaison à établir entre la valeur relative des roues el des faélices; ils disent principalement que :

i° Dans des conditions d'établissement également favorables, Tutilisation des deux systèmes de propulseur est identique;

2° Ce point constaté, l'avantage reste à l'hélice, si l'on fait entrer en ligne de compte les moments difficiles en mer, où les roues ne fonctionnent que très-împarfaitement, et si l'on considère que l'hélice permet plus facilement Tadjonction de lâ marche à la voile;.

3° Avec une forte mer l'action des roues est fort irrégidière, tandis que Thélice conserve ses conditions de bon fotictionnement. La même chose se présente sous le rapport des différents tirants d'eau du navire, par suite de la modification éprouvée par son chargement de combustible: les différences d'immersion qui en résultent pour l'hélice sont insignifiantes si on compare cet effet avec celui éprouvé par les roues à pales;

4"^ Enfin, l'ensemble de l'hélice et de sa machine réunit les conditions les plus favorables pour l'application aux bâtiments de guerre, par sa position au-dessous de la ligne de flottaison, etc.

Cependant, on fait observer qii'avec un yeût debout, les roues luttent plus efficacement quel'bélice; mais cette dernière occupe, en fin de compte^ u^e position plus rationnelle qui la maintient en bon étatdc^fonctiannemont dans un plus grand nombre de circonstances.

En général, de Ta vis des gens de mer, si rhélîcc possède pour la marine de guerre tles avantages qui la font exclusivement adopler pour ce genre de service, et si sa disposition est plus rationnelle et la met en état de bon fonctionnement dans un plus "grand nombre de cas que les roues, ce dernier propulseur n*en est pas moins préféré, jusqu'à présent, par le commerce et pour les paquebots îi grande nitesse.

Celte préférence s'explique par la faible utilisation de Thélice, lorsque le navire doit lutter contre un courant ou un vent contraire, ce qui augmente la consommation de combustiWe dans des proportions que le transit marchand n'est pas en état de supporter. Aussi, pour la navigation fluviale et surtout des canaux, qui s'arrangerait fort de la ^suppression des tambours de roues, conserve-t-on néanmoins ce dernier système, rhélice étant du reste difficile h installer à cause du faible tirant d'eau disponible.

Mais, répétons-le, rhélice, malgré ses imperfections, est le seul propulseur possible pour la marine de jguerre et pour la combinaison de la vapeur et des voiles.

POUSSÉE DE l'hélice

Nous terminerons notre article sur ce propulseur par l'examen d'un phénomène qu*il met particulièrement en évidence : c'est ce que l'on désigne par la poussée de rhélice.

En se reportant à ce qui a été dit pour les roues, il est aisé de comprendre que si les pales développent une action propulsive^ celte action ne peut être. ti*ansmise an navire que par leur arbre, s'appuyant transversalement sur les divers supports qui le maintiennent et qui sont eux-mêmes solidement reliés à la carène, soit directement, soit par l'ensemble du bftti de la machine.

AveclTiélice, c'est encore son axe qui transmet Taction propulsive h la coqne; mais cette fois la pression qui en résulte, et qui est dirigée perpendiculairement à la smface de son disque, est transmise dans le sehs de l'axe longitudinal de l'arbre moteur, et tend à le déplacer en le faisant glisser sur ses supports.

Par conséquent, au lieu que ces supports résistent, comme pour les roues à pales, dans le sens de leur largeur, ce sont les faces des coussinets qui, sans une disposition spéciale imaginée pour parer à ce grave inconvénient, supporteraier.t-tout rénorme eflbrt nécessaire à la propiilsion du navire et par des surfaces qui n'ont d'étendue que les collets de t'arbre. Si ce dernier n'était en effet niaintenu que dans des supports ordinaires, il est clair que celui qui se trouve immédiatement après j'hélice aurait à résister à un effort complètement destructeur, qu'aucun graissage ne serait capable, par le peu de surface disposée pour le supporter, d'empêcher les pièces de s'échauffer jusqu'au poitflt'de se souder ensemble et de mettre le feu au bâtiment.

DifTérents moyens ont été proposés, dans l'origirfe, pour contre-balancer l'énergique poussée de l'arbre de l'hélice et en alléger ses supports. Aujourd'hui, on semble s'arrêter à l'emploi d'un palier spécial, celui qui est placé le plus près de

l'hélice, que l'on appelle palier de butée ou de poussée, el dont l'intérieur présente une série de gorges dans lesquelles s'ajustent des collets semblables appartenant à l'arbre.

A l'aide de cç support spécial qui esl représenté sur la pi. 44, et sur lequel nous revenons plus loin, la poussée est divisée et ramenée pour chaque collet à une valeur en rapport avec la surface résistante, de telle sorte à rendre le graissage possible. Ce palier est relié avec la coque de façon à lui transmettre ainsi tout l'eflorl propulsif, et les autres supports de l'arbre ne doivent point en éprouver.

Faisons remarquer encore que celte concentration de tout l'effort de la machine sur le bout de l'arbre moteur esl une propriété qui pourrait être utilisée avec fruit; car la poussée de l'arbre c'est précisément la résistance de la carène, et si l'on peut arriver à lu mesurer exactement, on a celte résistance dégagée de toute influence sérieuse, et en môme temps la puissance utile du propulseur.

Pour donner uneidie de l'intensité de la poussée, rappelons que l'on a estimé la résistance d'un certain navire à environ 6 kilogrammes par mètre carré de la section plongée, et la vitesse à 1 mètre par seconde; pour ce même navire, filant Ai nœuds, ce qui correspond à 6°>17 par \", et dont la section plongée serait de 40 mètres carrés, la résistance totale s'élèverait à : '

KSV* = 6 X 40»-*! X (6,17)* = 9136 kil. environ,

effort que le seul palier de poussée doit transmettre h la carène et supporter -sans détérioration.

Nous ne pouvons entrer dans de plus grands détails sur cet ingénieux propul* séur, dont les données expérimentales sont encore loin de la simplicité qui serait désirable, pour mettre tout le monde à même d'en calculer sûrement les proportions; nous donnons plus loin, du reste, en décrivant les machines motrices, des figures exactes de plusieurs hélices exécutées, et appartenant à des machines construites dans nos principaux ateliers..

Nous allons maintenant passer en revue quelques types des nombreuses dispositions qui ont été données aux appareils à vapeur appliqués à la navigation.

FIN DU CHAPITRK QUATRIIhE