Article de référence | Réf : B4360 v1
Auteur(s) : Max AUCHER
Date de publication : 10 févr. 1996
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La théorie tourbillonnaire de l’hélice [2] [5] [7] [8] est l’extrapolation de la théorie de l’aile portante d’envergure limitée au cas où l’aile est animée, en plus de son mouvement de translation, d’un mouvement de rotation autour d’un axe parallèle à la vitesse. Dans le cas de l’hélice, les tourbillons liés à la surface de la pale rentrent ou s’échappent de celle-ci (figure 55) pour former des tourbillons libres allant jusqu’à l’infini aval selon une trajectoire hélicoïdale de pas 2πr tan βi .
La figure 56a représente 4 tourbillons d’intensité γ s’échappant d’une hélice à 4 pales après être rentrés dans les pales dans l’axe de l’hélice (pour simplifier). L’ensemble de ces 4 tourbillons induisent des vitesses axiales et tangentielles dans le plan de l’hélice, par application de la formule de Biot-Savart.
9.1 Approximation de la ligne portante
L’approximation de la ligne portante consiste à supposer les pales droites et de largeur très faible. L’intensité de ces tourbillons (circulation) est γ (r ) = dΓ/dr.
Si le nombre Z de pales était infini, la figure 56a pourrait être remplacée par une suite d’anneaux tourbillonnaires (figure 56b ) équivalente à un demi-solénoïde et une infinité de tourbillons parallèles à l’axe de l’hélice (figure 56c ).
Considérons un cercle
de rayon r centré sur l’axe de l’hélice et à l’intérieur du solénoïde. La circulation 2πr U t (U t vitesse tangentielle) est égale à la somme des intensités des tourbillons traversant ce cercle, c’est‐à‐dire Zγ (r ’) dans le cas de la figure 56a. Si, dans le cas plus général de l’hélice, on considère tous les...
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TRANSPORT FLUVIAL ET MARITIME
(1) - VAN LAMMEREN (P.A.), VAN MANEN (J.D.), OOSTERVELD (M.W.) - The wageningen B-screw series. - Society of Naval Architects and Marine Engineers (NSMB), 1969.
(2) - CARLTON (J.S.) - Marine Propellers and Propulsion. - Butterworth Heineman Ltd, 1994.
(3) - KUIPER (J.) - The wageningen propeller series (caractéristiques d’hélices et d’hélices sous tuyère, plus disquette donnant le développement en série des caractéristiques des hélices citées dans le livre). - Marin Software Engineering Dept, mai 1992.
(4) - Bureau Veritas - Building and operations of vibrations free propulsion plant and ships (construction et solutions pour supprimer les vibrations des navires dues à la propulsion), - NR. 207 - SMSE, 1987.
(5) - Proceedings of ITTC : - Comptes-rendus des Conférences Internationales des Bassins de Carènes. L’International Towing Tank Conference (ITTC) comprend entre autres un comité hélice et un comité cavitation dont les rapports (tous les 3 ans) font la synthèse des travaux effectués...
(liste non exhaustive)
Renou-Dardel SA.
Helicia SA.
Alstom Marine http://www.marine.alstom.com
Alstom Power Conversion http://www.powerconv.alstom.com
Moteurs Baudouin http://www.moteurs-baudouin.fr
France Hélices http://www.francehelices.fr
Rolls-Royce http://www.rolls-royce.com
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