Pédalo avec moteur de pêche à la traîne (Histoire des hélices marines)

Les hélices marines, de manière moins technique, sont équivalentes aux pneus de voiture. La conversion de la puissance du moteur en force motrice du bateau est également le dispositif de propulsion le plus utilisé sur le bateau.

L'histoire des hélices

En 1776, le magicien britannique James Watt a inventé la machine à vapeur, qui a non seulement grandement favorisé la première révolution industrielle de l'histoire de l'humanité, mais a également créé un précédent pour l'énergie mécanique en tant qu'énergie marine. Il a également jeté les bases techniques pour que la Grande-Bretagne devienne un hégémon maritime. Comme l'hélice à cette époque n'était pas encore née, des ingénieurs limités à l'imagination inventèrent la roue à aubes selon le principe de l'hélice. C'est un bateau avec des rames installées des deux côtés du bateau. Parce qu'une partie de la roue est exposée à l'eau, on l'appelle un bateau à aubes. Mais les bateaux à aubes présentent également de nombreux défauts, tels qu'une opérabilité extrêmement médiocre, une faible efficacité de transmission, etc. lors de l'accostage au quai.

En 1836, les "Archimèdes" britanniques utilisaient une hélice à vis, c'est-à-dire un long morceau de bois fait comme une vis. Au début de l'essai, le bateau avançait à une vitesse de 4 nœuds. Plus tard, parce que le bateau a rencontré un obstacle dans l'eau, la vis s'est cassée et une petite partie de la vis est restée, mais la vitesse du bateau a été augmentée à 13 nœuds. Ce petit accident a inspiré les ingénieurs à transformer la vis longue en une vis courte, puis à transformer la vis courte en forme de pale, et l'hélice a été inventée étape par étape grâce à des expériences. Bien sûr, il y a de nombreux intermèdes. Par exemple, le joint d'arbre de l'hélice sous-marine, les vibrations sous-marines et d'autres problèmes. Avec l'avancement de la technologie humaine petit à petit, l'hélice est largement utilisée par les chantiers navals du monde entier en raison de ses grands avantages.

Connaître les principaux paramètres de l'hélice

1. Pas P :

C'est-à-dire la distance sur laquelle l'hélice tourne en un tour dans la direction axiale. Cela équivaut à la distance que la vis tourne une fois dans le bois et se déplace dans le bois. Mais c'est théorique, et en pratique, les pales des hélices glissent lorsqu'elles sont dans l'eau, ce qui réduit leur efficacité. La question du glissement est également impliquée ici.

Plus le pas de la pale est grand, plus l'angle de pas de la pale par rapport à la surface de l'hélice est grand. Mais par rapport à une certaine vitesse, il existe un angle de tangage optimal. Les pales d'une hélice à pas fixe ne peuvent pas tourner. Par conséquent, il est plus efficace à la vitesse de conception. Les hélices à pas contrôlé sont différentes. Ses pales peuvent tourner, de sorte que le pas peut également être ajusté. Par conséquent, pour les navires à vitesse variable, l'utilisation d'hélices à pas variable peut grandement améliorer l'efficacité et économiser du carburant.

2. Diamètre d'hélice D :

C'est-à-dire le diamètre de l'anneau le plus extérieur de la lame. Dans le processus de conception de l'hélice, il est toujours souhaitable d'utiliser le plus grand diamètre possible pour améliorer la force de transmission de l'hélice. Cependant, sur les yachts, en raison de la limitation du tirant d'eau et de la position d'installation, l'hélice trop grande ne peut pas être protégée par la coque et est facile à toucher, elle convient donc.

3. Exp. EAR:

Tout d'abord, il faut savoir que l'aire du disque fait référence à l'aire du plan où se trouve le diamètre de l'hélice, c'est-à-dire S=π(D/2)². Et si la somme de la surface occupée par toutes les pales de l'hélice sur l'avion est S2, alors EAR=S2/S. Par conséquent, plus l'exp. rapport de surface, plus l'aube est pleine, et plus la charge par unité de surface sur l'aube est légère, ce qui est plus propice à éviter la génération de cavitation. Cependant, l'augmentation de l'exp. rapport de surface réduira l'efficacité de l'hélice. Par conséquent, sous le principe de compensation de l'apparition de cavitation, l'exp. le rapport de surface doit être aussi petit que possible pour améliorer l'efficacité de l'hélice. La plupart des hélices ont une exp. rapport de surface inférieur à 1, mais certaines des hélices d'engin à grande vitesse ont une exp. rapport de surface supérieur à 1.

Types d'hélices couramment utilisées dans les yachts

Hélice à pas fixe :

une hélice à pas fixe. En raison de sa structure simple, il est le plus souvent utilisé sur les yachts de petite et moyenne taille. Il y a trois à quatre lames. Avantages : structure simple, durabilité, entretien simple. Inconvénients : Le pas n'est pas variable, donc l'efficacité n'est maximale qu'à une certaine vitesse. Par conséquent, les pales de l'hélice sont généralement de grand diamètre et de faible vitesse de rotation pour améliorer l'efficacité. Bien entendu, les hélices repliables utilisées dans les voiliers ont aussi des hélices à pas fixe.

Hélice à pas variable :

Une hélice à pas réglable. Il peut changer en fonction de la vitesse et maintenir une efficacité de transmission élevée. Économies de carburant maximales. Mais ses défauts sont également évidents, la structure est complexe, le coût est cher et la maintenance est peu pratique. Généralement utilisé sur les grands yachts.

Hélices contrarotatives :

deux hélices de sens opposés sont installées sur le même arbre. Comme VOLVO, la palette rotative de ZF. Avec l'hélice contrarotative, le flux d'eau rotatif généré par l'hélice avant est juste absorbé par l'hélice arrière, et en même temps, une partie de l'énergie de rotation est obtenue, ce qui améliore encore l'efficacité de la propulsion. Inconvénients: Dans le même temps, la structure est complexe et, en raison de la limitation de la poussée des matériaux, elle est moins utilisée dans les grands navires.

Bien sûr, il existe d'autres types d'hélices, mais l'application est relativement moins courante.