PROPO&TIONS 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 n été dit précédemment à propos des roues.

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

PaufCiPB 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 sillage déterminé. Cette résistance étant théoriquement proportionnelle à la section de la veine et au carré de la vitesse qu'on tend à lui communiquer^ elle dépend alors :

1* De la surfoce du disqpe projeté de l'hélice, c'est-à-dire de la section transversale du cylindre auquel sa courbure extérieure appartient, diminuée de celle du noyau central (section qui est ordinairement trè»^aible et que l'on néglige) ;

2* De la vitesse de la surface agissante de l'hélice, laquc^e 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 fout lui substituer, par la pensée, un plateau plan, de même diamètre, qui s'avancerait, salis tourner,

en sens contraire de la marche du navire, et dont Tavancement à riinité de temps serait égal à celui de l*hélicc dans wn ècrou fixe et solide.

La puissance propulsive d*un tel pkiteau serait nettement caractérisée par sa surface et sa vitesse d'avancement, et aurait aussi pour expression \evolwne cylindriqiAe qu*U engendre à iunité de temps.

Si nous revenons h rhéiice, il est clair que le volume cylindrique qu'elle engendrerait serait le même, et, de plus, il serait engendré aussi bien par un seul de ses éléments hélicoïdaux (le rayon AC de la Hg. 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 Ja 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 aile, avait trop peu d'étendue, le fluide, qui n'a pas Ja 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, eh que, loin d'être d'un meilleur effet qu'une fraction plus ou moins grande, il s'oppose au contraire au dégagement du fluide repoussé et donne lieu à un engorgement nuisible, créant un surcroit 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 résultats qu'avec deux; enfin, ce navire d'expérience, YArchiméde, 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 parti 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 :

!<» 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 à rendre ce rapport faible, ce qui correspond à un plus grand diamètre dliélice et à une plus faible vitesse de rotation ;

2<* Le pas, qm se combine avec la vitesse de rotation, et qui, à sillage égal, deviendra d'autant plus grand que l'on sera parvenu à plus faible résistance relative, puisque cette condition correspond à une moindre vitesse rotative;

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

le rapport à établir, à priori, entre ravancement théortcpie de rhélicc et le sillage à obtenir.

Les relations à établir entre ces conditions diverses ont été Tobjet de recherches minutieuses en France et en An'^leterre. On cite celles exécutées en 4843, par M. Cave, sur la Seine, avec le bateau VOise, et celles plus complètes î\ 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 expériences.